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生命科學 | 毛細管電泳原理及其在臨床診斷中的應用

來源:聚光科技(杭州)股份有限公司   2022年07月18日 14:56  

前言

蛋白質(zhì)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(zhì)和能量的代謝、應激等,因此通過分析蛋白質(zhì)結構和性質(zhì)的異常就可以獲得機體的受損或病變情況。但蛋白質(zhì)分子結構與性質(zhì)復雜多樣,如何有效的分離和分析生物體中的各個蛋白質(zhì)一直面臨著嚴峻的技術挑戰(zhàn)。毛細管電泳(CE)技術的出現(xiàn),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(qū)動力,依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實現(xiàn)分離的電泳分離分析方法(圖1)



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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(nèi)產(chǎn)生了電滲流,使得毛細管內(nèi)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(zhì)比不同,不同物質(zhì)在毛細管中的遷移速度則不同。不同片段依次經(jīng)過檢測窗時被光檢測模塊所檢測,從而實現(xiàn)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(nèi)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(xiàn)多種分離模式。


3.適合于微量樣品的分析:毛細管內(nèi)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(zhì)檢測方面,可應用藥物分析和臨床診斷。



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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(jù)。


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(chǎn)同類產(chǎn)品。





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