毛细管电泳仪在DNA分析中的应用
毛细管电泳仪简称毛细管电泳仪（CE），是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，利用荷电粒子之间的淌度差异和分配系数差异进行分离，是分析科学继液相色谱仪之后的又一重大进展，使分析科学从微升级进入到了纳升级水平，不仅使单细胞乃至单分子分析成为可能，也使蛋白质和核酸等生物大分子分析有了新的转机。
一、微量DNA的检测：
CE用于DNA分析首要的优点是可实现微量DNA的检测。CE采用LIFD检测，可从几十纳克的固相硅胶树脂中检测到所吸附的几纳克或几皮克的DNA。CE可直接定量从若干白细胞或几微升血液中提取的DNA，用于PCR扩增。当CE与PCR相连时，可检测到2个拷贝的起始模板经20次循环后的扩增产物。当使用聚丙烯酰胺填充的毛细管和绿色氦－氖激光光源（激发光543nm，发射光600nm）时，利用内插试剂溴化乙锭（EB）可检测到几皮克的双链DNA－EB复合物，而在琼脂糖凝胶上用EB染色是不能分辨的。因此，CE极大地提高了DNA的检测灵敏度，使检测所需样品量剧减。
二、DNA 片段的分离：
在大多数DNA分子标记技术中，分析和比较的依据是对DNA段进行有效和重现性的分离。CE在分离DNA段长度范围、分离速度和检测灵敏度方面有独到的优势。
1、如在基因物理谱图和PCR产物分析中，采用低粘度的筛分介质（聚氧乙烯，25℃以下），不用脉冲电场，可分离80bp～40kb的双链DNA段。CE分离DNA段大小范围是平板电泳的10倍。
2、如在线粒体DNA的检测中，利用持续变性CE，在180s内可分离300个单链DNA段。CE的分离速度是平板电泳所望尘莫及的。
3、CE分离速度的提高并不以降低分辨率为代价，相反其检测灵敏度更高。如在梯度毛细管电泳条件下，当EB仅为1ng/mL时，可检测分离出小于80bp的DNA段，而且458bp和504bp片段得到部分分离。因此，CE可替代平板电泳用于基于PCR的分子标记，还可用于基于限制性酶切片段大小的分子标记分析。CE快速、灵敏和的特点不仅使分子标记的重复验证工作不再繁重，而且在一定程度上避免了硝酸银染色和同位素标记过程中出现的假带现象。
三、DNA突变的检测：
CE不仅在以DNA段分离为基础的分子标记中有独到的优势，还可用于DNA突变位点的自动检测。CE采用单链构造多态性法与双脱氧指纹图谱法，可检测DNA突变。
四、在临床诊断中的应用：
CE在临床诊断中的应用得到了飞跃式的发展，逐渐替代了常规检测方式。
五、使微量PCR扩增及产物检测整合成自动化体系：
微型硅胶PCR反应器与CE芯片可整合成DNA分析系统。β－球蛋白基因在15min内可从M13中扩增出来，然后在120s内在CE芯片上得到快速分离，使整个PCR－CE过程在20min内完成。而且从毛细管的出口处可收集经过分离纯化的DNA段，该片段可转移到正电荷膜上进行杂交。此方法可代替和简化传统的DNA段回收方式，自动化程度高，分离纯度高。此外，由于毛细管出口小，片段易于在杂交膜上富集，皮克级DNA都能经杂交检测到。这使PCR扩增、CE分离纯化和DNA杂交三个过程实现集成化和系统化成为可能。
六、使高通量DNA分析和测序成为可能：
放射性阵列毛细管电泳微板与扫描仪联用可实现高通量的DNA检测。电泳微板包括一个普通中央阳极槽，与96个微型分离通道相连，使用激发的旋转共聚焦扫描检测器检测四色通道，96个样品采用压力式毛细管阵列系统平行进样，可使96个PBR322限制性内切酶片段在120s内得到分离。若同时使用40块微板，每块微板上有384个分离通道，则一次进样量可达15000个，从而达到高通量DNA分析和测序的目的。此外，CE不仅可对DNA的合成片段进行纯度检验，对PCR扩增的DNA模板进行纯化和从反应体系中去除，还可进行文库建立或复制，启动子作用方式检测自然和人工合成RNA的结构。
目前，生命科学领域的分析仪器正向着微型化、集成化和自动化的方向发展，高分辨率、快速、耗样量少、低成本和高通量的毛细管电泳的应用前景将会非常广阔。由于CE开发和应用的历史不如色谱长，对于各种不同物质的分离技术和方法还不够完善和成熟，在实际分析过程中需要花较长时间放在方法的建立上。
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