刘博谈 | 一文读懂毛细管电泳(CE)

Question

如题所述

Answer 1

毛细管电泳（CE），自20世纪30年代Arne Tiselius的开创性工作，到80年代James Jorgenson和Krynn Lukacs的优化，一直是分子生物学和药物研发的强大工具。这个高效快速的分离技术利用熔融石英毛细管，凭借电荷与分子尺寸的差异，它在制药、生物技术和食品安全等领域大放异彩。CE的分类包括凝胶电泳、区带电泳、自由流电泳和毛细管电泳（CZE），其中CZE因其快速分离离子和小分子的能力而备受青睐。
CE的原理围绕离子迁移率与电渗流（EOF）的相互作用展开。电解质溶液中的离子在电场作用下形成斯特恩层和外赫尔姆霍兹层，EOF的效应提升了分离效率。分子的移动速度由电泳迁移率和电渗迁移率共同决定。CE设备的核心由注入端、分离区和检测点组成，小分子在电场驱动下快速移动，这使得CE在分辨率上超越了其他电泳技术，如凝胶电泳。
CE的历史、分类及离子分布的可视化图表（图1、2、3）详细解释了技术的发展与应用，迁移过程在图4中得到生动展示，而设备构造原理则在图5中简化呈现。电谱图中，峰面积与分析物的含量成正比，CE技术包括CZE（快速，适用于离子/小分子，分辨率有限）、CGE（高分辨率，核酸/蛋白质，速度较慢）、CIEF（pI分离，蛋白质/肽，耗时）、CITP（处理复杂混合物，受浓度影响）、MEKC（多功能，胶束稳定性关键）和CEC（高分辨率，需优化）等，各有其独特优势。
CE与液相色谱（LC）相比，虽然CE速度更快，但对大分子的分离能力有限，而LC的控制性强但分析时间较长。选择CE，尤其适合小分子的高效分离和小样本量分析。CE技术广泛应用于DNA/RNA研究、食品安全检测、环境监测、药物分析、蛋白质组学和法医学，以高精度、速度和效率超越传统方法。
毛细管电泳不仅是通用的分子分析工具，能检测从金属离子到生物大分子的多种分子。尽管CE的历史和应用丰富多样，但其基本原理和适用场景仍然是科学研究和工业实践中的关键。想要深入了解CE的最新进展和应用，可以参考以下参考文献：
2016年Hernández等人的研究，关于FZCE在烟熏辣椒粉掺假检测中的应用。
1996年Brown等人的研究，探讨了CD-modified CE在土壤中多环芳烃分析中的应用。
1999年Sovocool等人的工作，涉及有机污染物的CE和CEC研究。
2002年Ali和Aboul-Enein的研究，涉及水、土壤和沉积物中金属离子的CE测定。
这些研究展示了CE在各个领域中的实际应用价值，以及它作为分子分析技术的前沿地位。不断更新的知识资源，如法规、指南和技术手册，可通过我们的知识星球获取，更多信息请访问微信商店。