亲和毛细管电泳的研究与应用

近年来,由于毛细管电泳技术理论的不断完善,亲和毛细管电泳技术得到迅速发展,并在生命科学、生物技术、临床医学、药物学等领域具有广泛的应用.对亲和毛细管电泳的原理、优点及分类做了简要介绍,并且着重介绍了近几年ACE技术在蛋白质分析、核苷酸分析、药物分析、手性分离及小分子、离子分析等方面的研究进展,及其在亲和常数测定、蛋白质结构分析、核苷酸的检测中的应用.     

亲和毛细管电泳技术在蛋白质-DNA相互作用研究中的应用

蛋白质-DNA的相互作用在决定细胞命运的许多过程中发挥重要作用,对蛋白质-DNA相互作用的分子机制研究有利于对基本生命过程的理解,为相关疾病的临床治疗及药物筛选提供理论指导。另一方面,利用一些已知的蛋白质-DNA相互作用可以帮助开发先进的生物工程和生命分析技术,为相关研究提供有力的技术支持。因此,建立灵敏、快速的分析方法用于表征蛋白质-DNA的相互作用十分重要。高效毛细管电泳（capillary electrophoresis,CE）技术因其超高的分离效率、极低的样品消耗与较短的分析时间等优势被广泛应用于化学、生命科学和环境科学等多个研究领域。其中,亲和毛细管电泳（affinity capillary electrophoresis,ACE）技术已经成为考察分子间相互作用的重要研究工具。这篇文章综述了亲和毛细管电泳技术自建立以来在蛋白质-DNA相互作用分析方面的研究进展,并对经典的研究工作进行了着重介绍,主要包括三方面的内容：（1）亲和毛细管电泳技术简介;（2）利用亲和毛细管电泳技术进行蛋白质-DNA相互作用的基础分子机制研究;（3）利用已知的蛋白质-DNA相互作用发展针对目标分子及目标反应的亲和毛细管电泳检测技术。本文还对该领域的未来发展趋势进行了展望与探讨,提出应从以下两个方面增强亲和毛细管电泳技术的分析能力：（1）充分发挥CE技术样品消耗少和高通量等优势,分别发展针对少量珍贵生物样品的高灵敏检测方法和针对大量未知因素的高通量筛选方法;（2）结合DNA测序及质谱技术快速筛选、鉴定未知的蛋白质-DNA相互作用的精确靶点。     

芯片毛细管电泳及其在生命科学中的应用

芯片毛细管电泳 (Chip CE)技术在近几年已取得了很大的进展。本文着重介绍芯片毛细管区带电泳技术 ,对等电聚焦、等速电泳、自由溶液电泳及胶束电动色谱等其它芯片电泳模式也有所提及。讨论了芯片材料和制作技术、芯片的几何形状、样品的操作和衍生、检测及芯片毛细管电泳技术的应用 ,特别是在核酸和蛋白质的分离分析中的进展     

毛细管电泳在生物大分子分析中的应用研究进展

近年来,毛细管电泳技术以其高效、微量、分离模式多样等优势,在生物大分子分析领域得到了日益广泛的应用.综述了毛细管电泳技术在多糖、蛋白质、核酸和脂质中的应用,并对其相关的样品制备、毛细管内壁吸附、仪器的研制等方面存在的问题进行分析和展望,以期为毛细管电泳技术在生物大分子领域的推广应用提供借鉴.     

芯片国管电泳及其在生命科学中的应用

芯片毛细管电泳（Chip-CE)技术在近几年已取得了很大的进展。本文着重介绍芯片毛细管区带电泳技术，对等电聚焦、等速电泳、自由溶液电泳及胶束电动色谱等其它芯片电泳模式也有所提及。讨论了芯片材料和制作技术、芯片的几何形状、样品的操作和衍生、检测及芯片毛细管电泳技术的应用，特别是在核酸和蛋白质的分离分析中的进展。     

毛细管电泳-发光二极管诱导荧光检测法分析肝硬化及正常人血清蛋白质的差异

应用毛细管电泳技术建立了人血清蛋白质毛细管电泳分析方法,对比了正常人与肝硬化患者血清蛋白质含量的差异。使用异硫氰酸荧光素(FITC)进行荧光标记,并考察光源与滤光片的波长、缓冲液的浓度、pH值、分离电压对分离效果的影响。建立了毛细管电泳-发光二极管诱导荧光法检测肝硬化患者血清及正常人血清蛋白质的方法;通过分离检测,获得了两者的蛋白质电泳谱图。经分析,在肝硬化患者的血清蛋白质中比在正常人的血清蛋白质中多检测到2个蛋白质峰,可能是和肝硬化发生相关的特异蛋白质;肝硬化患者与正常人的血清蛋白质电泳谱图的差异有统计学意义。该方法能实现人血清蛋白质的分离,可为临床诊断肝硬化做参考。     

高效毛细管电泳在核酸、蛋白质分析中的新进展

高效毛细管电泳以其分离效率高，分析速度快，样品和试剂用量少，易于实现自动化等优点，在核酸、蛋白质等生物样品的分析方面发挥着重要的作用并具有巨大的潜力。本文介绍了近两年来高效毛细管电泳技术的进展，特别是PCR／CE、CE／MS以及电泳芯片技术等方面的新发展，并综述了高效毛细管电泳在核酸、蛋白质分析方面的应用，同时对其前景进行了展望。     

毛细管电泳技术在氨基酸分析中的研究进展

对毛细管电泳技术在氨基酸分析中的研究进展进行了综述,分析了直接法和衍生法对氨基酸进行分析的优缺点,详细叙述了毛细管电泳中的紫外、激光诱导荧光、电化学及质谱等检测方法在氨基酸分析中的应用,并重点总结了毛细管电泳在手性氨基酸分离中的应用.     

10种金属离子与血清蛋白作用条件的研究

利用甲醇沉淀法和渗析法探讨了１０种金属离子与人血清蛋白的作用条件，经用于毛细管电泳技术证明，金属离子－蛋白质的形成对消除毛细管堵塞有重要作用。     

毛细管电泳涂层研究进展

近年来,随着毛细管电泳与质谱、激光诱导荧光检测等联用技术的飞速发展,毛细管电泳技术在生命科学、环境保护、食品检验等领域得到广泛应用.对毛细管内壁进行涂层改性是提高毛细管电泳的分离效果和重现性,抑制分析物与毛细管内壁间吸附作用的最有效、最常用的方法.该文根据涂层材料的种类和制备机理,分别综述了近年来非共价键合和共价键合毛...     

聚合物涂层在毛细管电泳分离蛋白中的研究进展

毛细管电泳具有分析时间短,分离效率高,样品消耗量少等优点,在生物样品分离,特别是蛋白质分析领域有重要应用。然而,毛细管内壁硅羟基的解离给分离结果带来诸多不良影响。聚合物涂层能够抑制蛋白质在毛细管内壁的吸附以及调控电渗流,故对毛细管内壁进行有效修饰能够提高其对蛋白质的分离效率及分离稳定性。该文主要综述了动态及静态聚合物涂层毛细管的最新研究进展,并概述了近些年基于多巴胺/聚多巴胺发展起来的涂层毛细管的研究进展,最后展望了聚合物涂层毛细管的发展趋势。     

聚(2-甲基-2-噁唑啉)在毛细管电泳分离蛋白质中的应用

毛细管电泳作为一种常见的液相分离技术,因其分析速度快、分离效率高、样品消耗量少等特点,在蛋白质分离分析领域有广泛应用。然而,常用的熔融硅毛细管容易吸附蛋白质,导致电渗流不稳定,分离结果重现性变差;此外,商用毛细管电泳中常用的紫外检测器由于光程短,使得毛细管电泳的检测灵敏度往往不能达到低丰度蛋白质的直接分析要求。因此寻找能够阻止蛋白质吸附、同时能够提高检测灵敏度的涂层是毛细管电泳分离分析蛋白质的重要课题之一。聚（2-甲基-2-噁唑啉）（PMOXA）作为一种类肽类亲水性聚合物,具有与抗蛋白质吸附聚合物聚乙二醇类似的亲水性、抗蛋白质吸附性和生物相容性,而且其类肽结构使之具有较聚乙二醇更好的稳定性,因此近年来在生物质传递、药物载体和阻抗蛋白质吸附等领域得到越来越多的应用。该文主要从两个方面对聚（2-甲基-2-噁唑啉）在毛细管电泳中的应用进行了阐述。一是利用多巴胺作为黏合层将其涂覆在毛细管内壁作为抗蛋白质吸附涂层,这种涂层不仅能成功分离多种蛋白质的混合物（如溶菌酶、细胞色素C、核糖核酸酶A和α-胰凝乳蛋白酶原A）,而且在定量检测奶粉中三聚氰胺、乳铁蛋白的过程中,能阻抗其他蛋白质的非特异性吸附,提高了毛细管电泳对奶粉中三聚氰胺、乳铁蛋白的检测效率。二是将其与具有刺激响应性的聚合物（如聚丙烯酸）构成二元混合刷涂层,在一定的pH和离子强度条件下,涂层可吸附目标蛋白质（如牛血清白蛋白、溶菌酶）,在另一pH和离子强度条件下可将吸附的目标蛋白质全部释放,同时在释放过程中,处于涂层表面的聚（2-甲基-2-噁唑啉）会进一步阻止蛋白质的吸附,释放的蛋白质在电渗流和电泳的双重作用下快速迁移,到达检测器的蛋白质瞬时浓度大大增加,使目标蛋白质得到富集,目标蛋白质的检测信号得到放大,从而达到了提高低丰度蛋白质检测灵敏度的目的。此外,该文还对聚（2-甲基-2-噁唑啉）在毛细管电泳分离蛋白质中的未来发展趋势进行了展望。     

Chiral Separations of Five Organic Catalysts by Cyclodextrin-modified Capillary Zone Electrophoresis

Chiral separation is very important and become a significant task of analytical chemistry in many fields. Capillary electrophoresis (CE) is a technique undergoing rapid development for chiral separation at the present time. With its high efficiency, simple operation, and extremely small sample volume,CE has become a powerful tool for chiral separation. There are many chiral selectors, such as cyclodextrins (CDs), proteins, chiral surfactants, antibiotics, bile salts, using in CE chiral separation. CDs has been most wildly used in them. Cyclodextrin (CD) is a cyclic sugar made of certain glucose units in which each has 5 chiral centers and it shows the shape of cavity with a big end and a small end. The inside of CD is hydrophobic and the outside is hydrophilic. The chiral selectivity of CD comes from the formation of host-guest compound between CD and analytes. The differences of the hydrogen-bond and the other interactions between CD and two enantiomers cause enantio-selectivity.     

Recent developments in the separation of inorganic and small organic ions by capillary electrophoresis

Which method should I use for ion analysis, ion chromatography (IC) or capillary electrophoresis (CE)? In terms of actual theoretical plates CE has a clear-cut advantage. The separation ability of IC is adequate for many sample types, and many separation scientists feel that IC offers greater reliability and confidence than CE. However, IC is a more mature technique and there has been more time to solve problems such as peak tailing and to improve reproducibility. The two techniques should be viewed as complementary. A number of recent developments in ion analysis by CE are discussed. These include some simple ways to control electroosmotic flow and improve reproducibility, separation of isotopes, improved methods of indirect photometric detection, a new contactless conductivity detector, separation of ions at low pH, and in solutions of high salt content. Progress in a new technique called IC-CE will be described in which a soluble ion-exchange polymer is added to the capillary electrolyte to separate anions based on differences in both electrophoretic mobility and ion-exchange interactions.     

Capillary electrophoresis for the analysis of food proteins of animal origin

In recent years, capillary electrophoresis (CE) has become an analytical technique with many applications in the study of food proteins and peptides. This review describes the existing CE methods of analysis of milk, egg, meat and fish proteins and peptides. The major developments in the application of CE to solve different problems in food technology, such as the assessment of technological processes, quality, and authenticity control of animal foods, are considered. A section dealing with future directions on the analysis of food proteins by CE is also included.     

微流控芯片毛细管电泳在蛋白质分离分析中的应用研究进展

重点介绍了近年来国内外在微流控芯片毛细管电泳法用于蛋白质分离分析方面的研究进展。按照分离模式的不同,综述了各种应用于蛋白质分离的微流控芯片毛细管电泳系统,讨论了抑制芯片中的蛋白吸附的各种方法,并展望了芯片毛细管电泳系统在蛋白质分离领域的发展前景。引用文献47篇。     

Laser‐Induced Fluorometry for Capillary Electrophoresis

Laser‐induced fluorometry (LIF) has achieved the detection of single molecules, which ranks it among the most sensitive of detection techniques, whereas capillary electrophoresis (CE) is known as a powerful separation method with resolution that is beyond the reach of many other types of chromatography. Therefore, a coupling of LIF with CE has established an unrivaled analytical technique in terms of sensitivity and resolution. CE‐LIF has demonstrated excellent performance in bioanalytical chemistry for the high‐resolution separation and highly sensitive detection of DNAs, proteins, and small bioactive molecules. This review describes the CE‐LIF methods developed by the author's group that include indirect and direct detection using diode lasers, post‐column derivatization, and Hadamard transformation, as well as applications to the binding assays of specific DNA immunoassays of proteins and to the determination of anticancer drugs.     

Review applications of capillary electrophoresis to the analysis of biotechnology-derived therapeutic proteins

The number of proteins produced by recombinant DNA technology continues to grow at a rapid pace. In this review, the emphasis is on proteins that are of therapeutic interest. Aspects of protein analysis, such as glycoform separation of proteins produced in mammalian cells and the separation of oligosaccharides for structure elucidation, are covered. The use of antibodies as therapeutic proteins is growing and currently antibodies are the largest class of proteins produced by biotechnology. This has merited a separate section on analysis of antibodies by capillary electrophoresis (CE). Applications of mass spectrometry as an ancillary technique, used in conjunction with CE, are also covered briefly. This review covers the literature since 1999.     

毛细管电泳-质谱联用技术及其在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学研究在生物学、精准医学等方面发挥着重要的作用。然而研究面临的巨大挑战来自生物样品的复杂性,因此在质谱（MS）鉴定技术不断革新的同时,发展分离技术以降低样品复杂度尤为重要。毛细管电泳（CE）技术具有上样体积小、分离效率高、分离速度快等优势,其与质谱的联用在蛋白质组学研究中越来越受到关注。低流速鞘流液和无鞘流液接口的发展及商品化推动了CE-MS技术的发展。目前毛细管区带电泳（CZE）、毛细管等电聚焦（CIEF）、毛细管电色谱（CEC）等分离模式已与质谱联用,其中CZE-MS应用最广泛。目前被广泛采用的蛋白质组学研究策略主要是基于酶解肽段分离鉴定的"自下而上（bottom-up）"策略。首先,CE-MS技术对酶解肽段的检测灵敏度高达1 zmol,已成功应用于单细胞蛋白质组学;其次,毛细管电泳技术与反相液相色谱互补,为疏水性质相近的肽段（尤其是翻译后修饰肽段）的分离鉴定提供了新的途径。基于整体蛋白质分离鉴定的自上而下"top-down"策略可以直接获得更精准、更完整的蛋白质信息。CE技术在蛋白质大分子的分离方面具有分离效率高、回收率高的优势,其与质谱的联用提高了整体蛋白质的鉴定灵敏度和覆盖度。非变性质谱（native MS）是一种在近生理条件下从完整蛋白质复合物水平上进行分析的质谱技术。CE与非变性质谱联用已被尝试用于蛋白质复合体的分离鉴定。该文引用了与CE-MS和蛋白质组学应用相关的93篇文献,综述了以上介绍的CE-MS的研究进展以及在蛋白质组学分析中的应用优势,并总结和展望了其应用前景。     

Analysis of selenium species by capillary electrophoresis

The presence of selenium in the form of different species in environmental and biological samples receives an increasing attention due to better understanding of its bioavailability, toxicity and transport mechanism. For many years, gas and liquid chromatography have been extensively explored in speciation analysis of this element. Recently, capillary electrophoresis (CE) has made much progress in this field. This review presents the developments in the application of CE for simultaneous separation and determination of different selenium compounds. Various separation approaches and detection methods as well as pre-concentration techniques are discussed. The speciation performance of CE is illustrated by a number of practically relevant applications.