毛细管电泳工作原理(capillary electrophoresis, CE)（二）
ＣＥ现有六种分离模式，分述如下：
1. 毛细管区带电泳(capillary zone electrophoresis, CZE), 又称毛细管自由电泳, 是CE中最基本、应用最普遍的一种模式。前述基本原理即是CZE的基本原理。
2. 胶束电动毛细管色谱 (micellar electrokinetic capillary chromatography,
MECC), 是把一些离子型表面活性剂 (如十二烷基硫酸钠, SDS) 加到缓冲液中,
当其浓度超过临界浓度后就形成有一疏水内核、外部带负电的胶束。虽然胶束带负电, 但一般情况下电渗流的速度仍大于胶束的迁移速度,
故胶束将以较低速度向阴极移动。溶质在水相和胶束相(准固定相)之间产生分配, 中性粒子因其本身疏水性不同, 在二相中分配就有差异,
疏水性强的胶束结合牢, 流出时间长, 最终按中性粒子疏水性不同得以分离。MECC使CE能用于中性物质的分离, 拓宽了CE的应用范围,
是对CE极大的贡献。
3. 毛细管凝胶电泳 (capillary gel electrophoresis, CGE)
是将板上的凝胶移到毛细管中作支持物进行的电泳。凝胶具有多孔性,起类似分子筛的作用, 溶质按分子大小逐一分离。凝胶粘度大, 能减少溶质的扩散,
所得峰形尖锐, 能达到CE中最高的柱效。常用聚丙烯酰胺在毛细管内交联制成凝胶柱, 可分离、测定蛋白质和DNA的分子量或碱基数, 但其制备麻烦,
使用寿命短。如采用粘度低的线性聚合物如甲基纤维素代替聚丙烯酰胺, 可形成无凝胶但有筛分作用的无胶筛分(Non-Gel
Sieving)介质。它能避免空泡形成, 比凝胶柱制备简单,寿命长, 但分离能力比凝胶柱略差。CGE和无胶筛分正在发展成第二代DNA序列测定仪,
将在人类基因组织计划中起重要作用。
4. 毛细管等电聚焦 (capillary isoelectric focusing, CIEF)
将普通等电聚焦电泳转移到毛细管内进行。通过管壁涂层使电渗流减到最小, 以防蛋白质吸附及破坏稳定的聚焦区带, 再将样品与两性电解质混合进样,
两端贮瓶分别为酸和碱。加高压(6～8kV)3～5min后, 毛细管内部建立pH梯度,蛋白质在毛细管中向各自等电点聚焦,
形成明显的区带。最后改变检测器末端贮瓶内的pH值, 使聚焦的蛋白质依次通过检测器而得以确认。
5. 毛细管等速电泳 (capillary isotachor-phoresis,,CITP) 是一种较早的模式, 采用先导电解质和后继电解质, 使溶质按其电泳淌度不同得以分离, 常用于分离离子型物质, 目前应用不多。
6. 毛细管电色谱 (capillary electrochromatography, CEC)
是将HPLC中众多的固定相微粒填充到毛细管中, 以样品与固定相之间的相互作用为分离机制, 以电渗流为流动相驱动力的色谱过程, 虽柱效有所下降,
但增加了选择性。此法有发展前景。
毛细管电泳 (CE) 除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外,
其仪器结构也比高效液相色谱 (HPLC) 简单。CE只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。前三个部件均易实现,
困难之处在于检测器。特别是光学类检测器, 由于毛细管电泳溶质区带的超小体积的特性导致光程太短, 而且圆柱形毛细管作为光学表面也不够理想,
因此对检测器灵敏度要求相当高。
当然在CE中也有利于检测的因素, 如：在HPLC中, 因稀释之故,溶质到达检测器的浓度一般是其进样端原始浓度的1%, 但在CE中,
经优化实验条件后, 可使溶质区带到达检测器时的浓度和在进样端开始分离前的浓度相同。而且CE中还可采用堆积等技术使样品达到柱上浓缩效果,
使初始进样体积浓缩为原体积的1/10～1%, 这对检测十分有利。因此从检测灵敏度的角度来说, HPLC具有良好的浓度灵敏度,
而CE提供了很好的质量灵敏度。总之, 检测仍是CE中的关键问题,有关研究报道很多, 发展也很快。迄今为止,
除了原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及红外光谱未用于CE外,
其它检测手段如：紫外、荧光、电化学、质谱、激光等类型检测器均已用于CE。
与HPLC类似,
CE中应用最广泛的是紫外/可见检测器。按检测方式可分为固定波长或可变波长检测器和二极管阵列或波长扫描检测器两类。前一类检测器采用滤光片或光栅来选取所需检测波长,
优点在于结构简单, 灵敏度比后一类检测器高；后一类检测器能提供时间--波长--吸光度的三维图谱,
优点在于在线紫外光谱可用来定性、鉴别未知物。有些商用仪器的二极管阵列检测器还可做到在线峰纯度检查,
即在分离过程中便可得知每个峰含有几种物质；缺点在于灵敏度比前一类略差。采用快速扫描的光栅获取三维图谱方式时,
其扫描速度受到机械动作速度的限制。用二极管阵列方式, 扫描速度受到计算机数据存贮容量大小的限制。由于CE的峰宽较窄,
理论上要求能对最窄的峰采集20个左右的数据, 因此要很好地选取扫描频率, 才能得到理想的结果。
毛细管电泳基本原理
毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE
）是八十年代后期在全球范围内迅速崛起的一种分离分析技术。具有快速、高效、高灵敏度、易定量、重现性好及自动化等优点，已广泛地应用于小分子、小离子、多肽及蛋白质的分离分析研究。它又在核酸分离方面显示出巨大的潜力。电流通过导体时产生焦耳热。传统平板凝胶电泳的最大局限性在于其无法克服两端高电压带来的焦耳热所产生的负面影响。焦耳热可使筛分介质内部出现温度、粘度及分离速度的不均一，影响迁移、降低效率、使区带变宽。由于这种负面影响与电场强度成正比，所以极大地限制了高电压的引入。也难以提高电泳速度。毛细管电泳使样品在一根极细的柱子中进行分离。细柱可减小电流，使焦耳热的产生减少；同时又增大了散热面积，提高散热效率，大大降低了管中心与管壁间的温差，减少了柱子径向上的各种梯度差，保证了高效分离。因此可以加大电场强度，达到100～200V/cm，全面提高分离质量。
毛细管电泳的基本装置是一根充满电泳缓冲液的毛细管和与毛细管两端相连的两个小瓶微量样品从毛细管的一端通过“压力”或“电迁移”进入毛细管。电泳时，与高压电源连接的两个电极分别浸人毛细管两端小瓶的缓冲液中。样品朝与自身所带电荷极性相反的电极方向泳动。各组分因其分子大小、所带电荷数、等电点等性质的不同而迁移速率不同，依次移动至毛细管输出端附近的光检测器，检测、记录吸光度，并在屏幕上以迁移时间为横坐标，吸光度为纵坐标将各组分以吸收峰的形式动态直观地记录下来。
