生命科學 | 毛細管電泳原理及其在臨床診斷中的應用

更新時間：2022-07-20 瀏覽次數：1164

前言

蛋白質是生命活動的直接執(zhí)行者，參與生命的幾乎所有過程，包括遺傳、發(fā)育、生殖、物質和能量的代謝、應激等，因此通過分析蛋白質結構和性質的異常就可以獲得機體的受損或病變情況。但蛋白質分子結構與性質復雜多樣，如何有效的分離和分析生物體中的各個蛋白質一直面臨著嚴峻的技術挑戰(zhàn)。毛細管電泳（CE）技術的出現，給解決這一挑戰(zhàn)提供了新的途徑，它能夠從電荷、分子量等不同維度對蛋白分子進行高效的分離分析，因此得到了廣泛的應用和發(fā)展。

毛細管電泳技術的原理

毛細管電泳法是以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力，依據樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實現分離的電泳分離分析方法（圖1）。

圖1 毛細管電泳技術的原理

毛細管兩端分別浸入在電泳緩沖液中，并且兩端連接著高壓電源。當高壓電源施加穩(wěn)定的高壓時，毛細管內產生了電滲流，使得毛細管內液體整體向負極移動。同時由于進入到毛細管中樣本所含組分的荷質比不同，不同物質在毛細管中的遷移速度則不同。不同片段依次經過檢測窗時被光檢測模塊所檢測，從而實現了不同組分的分離以及定性、定量檢測的目的。

毛細管電泳技術的優(yōu)勢

相比于HPLC等傳統(tǒng)的分析分離手段，毛細管電泳技術擁有如下的主要優(yōu)點（圖2）：

1.分離效率高，分析速度快：由于毛細管能抑制溶液對流，并具有良好的散熱性，允許在很高的電場下(可達400V/cm以上)進行電泳，因此可在很短時間內完成高效分離。

2.操作模式多，分析方法開發(fā)靈活：只要更換毛細管填充溶液的種類、濃度、酸度或添加劑等，就可以用同一臺儀器實現多種分離模式。

3.適合于微量樣品的分析：毛細管內徑極小（20-75um），進樣為納升級或納克級，非常適合于稀少樣品的檢測分析。

4.應用范圍廣：毛細管電泳在生命科學領域有廣泛應用。在核酸檢測方面，可用于一代測序或基因片段分析；而在蛋白質檢測方面，可應用藥物分析和臨床診斷。

圖2 毛細管電泳的主要優(yōu)勢

毛細管電泳在臨床診斷中的應用

作為一種高效的生物大分子分離分析技術，毛細管電泳在臨床診斷領域的主要應用如下:

1.多發(fā)性骨髓瘤：進行血清蛋白電泳、血清免疫分型的檢測，是多發(fā)性骨髓瘤篩查和診斷的重要依據。

2.地中海貧血：進行血紅蛋白電泳檢測，是地中海貧血篩查的重要手段。

3.糖尿病：進行糖化血紅蛋白檢測，相比傳統(tǒng)HPLC等方法，能夠排除異常血紅蛋白的干擾。

聚拓生物

聚拓生物為聚光科技集團成員企業(yè)，其自主研發(fā)的ClinCap 1000全自動毛細管電泳儀是專門為臨床檢驗而設計的，具有全自動、高分辨的毛細管電泳儀可滿足多種臨床蛋白分析項目，為臨床提供精準可靠的檢測結果。系首-款獲得醫(yī)療器械認定的國產同類產品。

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