毛细管电泳分离提供了多种模式,每种模式都具有独特的应用。这些模式包括毛细管区带电泳、毛细管凝胶电泳、阵列毛细管电泳、毛细管等电聚焦、毛细管等速电泳、胶束电动毛细管色谱和毛细管电泳色谱。
毛细管区带电泳(CZE)能够根据离子成分的电泳迁移率对离子成分进行分离。它可以被用来在最短的时间内将蛋白质、氨基酸和碳水化合物进行分离,这使其成为迅速发展的蛋白质组学领域中的一项重要技术。例如,它可以用于对尿液样本中的蛋白质进行分析,以此来诊断慢性肾脏病和冠状动脉疾病。
毛细管凝胶电泳(CGE)是在多孔凝胶聚合物基质中进行的。它具有分子筛分的作用,能够分离具有相似电荷但大小不同的大分子(例如蛋白质、DNA 片段和寡核苷酸)。毛细管凝胶电泳在 DNA 测序中发挥着重要的作用,尤其是在人类基因组计划中。
阵列毛细管电泳(CAE)可以同时使用多个毛细管进行 DNA 测序。DNA 被分解并使用荧光染料进行标记,其序列由洗脱片段的染料颜色序列来决定。
毛细管等电聚焦(CIEF)模式可以分离出两性物质,例如含有弱羧酸和弱碱胺基的氨基酸和蛋白质。两性化合物可以提供或接受质子;在氨基酸中,这种两性行为会产生同时带正电荷和负电荷的两性离子。当溶液的 pH 值等于等电点(pI)时,两性离子不会在电场中迁移,因此等电点是分离此类分子的关键特性。分离的依据是基于分析物平衡性质的差异,而不是迁移速率。
毛细管等速电泳(CITP)分离模式侧重于所有分析物带的等速迁移,能够对阳离子或阴离子进行分离,但不能同时分离两者。被分析离子以独特的速度迁移,形成最终以相同速度迁移的相邻条带。
胶束电动毛细管色谱(MEKC)技术通过在缓冲溶液中添加表面活性剂(例如十二烷基硫酸钠(SDS))克服了毛细管区带电泳无法分离中性物质的局限性。其分离机制与液相色谱(LC)相类似,取决于流动水相和烃类伪固定相之间的分布常数差异。胶束电动毛细管色谱已经被用于对各种样品进行分离,其中包括药物化合物、维生素和爆炸物的混合物。
毛细管电泳色谱(CEC)是分离中性化合物的另一种方法。在毛细管电泳色谱中,使用装有 1.5 至 3 毫米大小的二氧化硅颗粒并涂有非极性固定相的毛细管。中性物质在固定相和缓冲溶液之间进行分配时发生分离,缓冲溶液由于电渗流的作用而发挥着流动相的作用。其中的分离过程与高效液相色谱(HPLC)类似,但是不需要高压泵。此外,与高效液相色谱相比,毛细管电泳色谱的效率更高,分析时间更短。
这些不同的毛细管电泳模式提供了广泛的应用范围,从毛细管区带电泳中的带电物质分离到胶束电动毛细管色谱和毛细管电泳色谱中的中性物质分离,以及毛细管凝胶电泳中的基于尺寸的分离。
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