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3-10 毛细管电泳（CE） 3.10.1 概述 3.10.2 高效毛细管电泳的理论基础 3.10.3 高效毛细管电泳仪器 3.10.4 高效毛细管电泳的分离模式 3.10.5 应用与进展 3.10.1 概述 1. 电泳：在外加电场的影响下，带电的胶体粒子或离子在介质中作定向移动的现象称为电泳。 2.不同带电粒子 的电荷量和分子 大小不同，流动 速率也不同，因 此电泳是一种适 用于胶体粒子和 离子的分析分离 技术。 电泳现象早在十九世纪初就已发现（1808年俄国物理学家Re?ss进行了世界上第一次电泳实验）。但电泳技术的广泛应用，则是在1937年用滤纸作为支持介质成功地进行纸电泳以后，特别是近几十年以来，电泳技术发展很快，各种类型的电泳技术相继诞生，在生物化学、医学、免疫学等领域得到了广泛应用。 电泳的分类 原则上按电泳的原理来分，可分为二类： 自由界面电泳：又称移动界面电泳，是指在没有支持介质的溶液中进行的电泳。其装置复杂，价格昂贵，费时费力，不便于推广应用。 区带电泳：是指有支持介质的电泳，待分离物质在支持介质上分离成若干区带。支持介质的作用主要是防止电泳过程中的对流和扩散，以使被分离的成分得到最大分辨率的分离。区带电泳由于采用的介质不同以及技术上的差异，又可分为不同的类型。 按支持介质种类的不同，区带电泳可分为： ①纸电泳：用滤纸作为支持介质，多用于核苷酸的定性定量分析。 ②醋酸纤维素薄膜电泳：医学上，常用于分析血清蛋白、胎盘球蛋白，其优点是简便迅速，便于保存照相，比纸电泳分辨率高。 以上二种类型的电泳，由于介质的孔径度大，没有分子筛效应，主要靠被分离物的电荷多少进行分离。 ③淀粉凝胶电泳：多用于同工酶分析，凝胶铺厚些，可一层一层剥层分析（一板多测）。天然淀粉经加工处理即可使用，但孔径度可调性差，并且由于其批号之间的质量相差很大，很难得到重复的电泳结果，加之电泳时间长，操作麻烦，分辨率低，实验室中已很少使用。 ④琼脂糖凝胶电泳：一般用于核酸的分离分析。琼脂糖凝胶孔径度较大，对大部分蛋白质只有很小的分子筛效应。 ⑤聚丙烯酰胺凝胶电泳：可用于核酸和蛋白质的分离、纯化及检测。其分辨率较高。 聚丙烯酰胺和琼脂糖是目前实验室最常用的支持介质 电泳技术的特点 凡是带电物质均可应用某一电泳技术进行分离,并可进行定性或定量分析; 样品用量极少; 设备简单; 可在常温进行; 操作简便省时; 分辨率高; 特别适合于蛋白、核酸等大分子物质的分离。是生化药物、基因工程药物分析的重要手段。 毛细管电泳（CE） 毛细管电泳（CE）又称高效毛细管电泳（HPCE）或毛细管电分离法（CESM），是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液体分离分析技术。 毛细管电泳实际上包括电泳、色谱及其交叉内容，是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展，它使分析科学得以从微升水平进入到纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析称为可能。 高效毛细管电泳（HPCE） 高效毛细管电泳（HPCE）是近年来发展起来的一种高效、快速的分离分析技术，是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。 HPCE已成为一种重要的分离分析方法，在生物、医药、化工、环保、食品等领域具有广阔的应用前景。 3.10.2 高效毛细管电泳的理论基础 1.经典电泳与高效毛细管电泳区别 （1） 经典电泳分离法的不足 所用分离柱的柱径大，柱较短，分离效率不高（远低于HPLC），温度影响大。 高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进。 （2） 高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了0.05mm内径的毛细管,； 二是采用了高达数千伏的电压。 毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小了温度效应，使电场电压可以很高。电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，柱长增加，高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。 2.电泳现象与电渗流现象 HPCE通常采用的是石英毛细管柱，一般情况下（pH＞3），硅醇基（—SiOH）电离为硅氧基负离子（—SiO?），使管壁表面带负电，为了保持电荷平衡，溶液中水合离子（一般为阳离子）被吸附到表面附近，形成双电层。 当在毛细管两端加高电压时，双电层中的阳离子向阴极移动，由于离子是溶剂化的，所以带动了毛细管中溶液整体向阴极移动，产生电渗流。在不少情况下，电渗流的速度是电泳流速度的5～7倍。 3. 分离过程 正离子的运动方向和电渗流一致，因此最先流出；中性粒子的电泳流速度为“零”，其移动速度相当于电渗流速度；而负离子的运动方向和电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳流速度，故它将在中性粒子之后流出，因而各种粒子因差速迁移而分离。 分离方式的优点：所有正负离子和中性分子都向同一个