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生命科學(xué) | 毛細(xì)管電泳原理及其在臨床診斷中的應(yīng)用

2022年07月18日 14:56 來源:聚光科技(杭州)股份有限公司

前言

蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)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(yīng)激等,因此通過分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的異常就可以獲得機(jī)體的受損或病變情況。但蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)雜多樣,如何有效的分離和分析生物體中的各個(gè)蛋白質(zhì)一直面臨著嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。毛細(xì)管電泳(CE)技術(shù)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(duì)蛋白分子進(jìn)行高效的分離分析,因此得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。


毛細(xì)管電泳技術(shù)的原理


毛細(xì)管電泳法是以毛細(xì)管為分離通道,以高壓直流電場為驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)分離的電泳分離分析方法(圖1)。



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圖1 毛細(xì)管電泳技術(shù)的原理



毛細(xì)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(dāng)高壓電源施加穩(wěn)定的高壓時(shí),毛細(xì)管內(nèi)產(chǎn)生了電滲流,使得毛細(xì)管內(nèi)液體整體向負(fù)極移動(dòng)。同時(shí)由于進(jìn)入到毛細(xì)管中樣本所含組分的荷質(zhì)比不同,不同物質(zhì)在毛細(xì)管中的遷移速度則不同。不同片段依次經(jīng)過檢測窗時(shí)被光檢測模塊所檢測,從而實(shí)現(xiàn)了不同組分的分離以及定性、定量檢測的目的。


毛細(xì)管電泳技術(shù)的優(yōu)勢


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


1.分離效率高,分析速度快:由于毛細(xì)管能抑制溶液對(duì)流,并具有良好的散熱性,允許在很高的電場下(可達(dá)400V/cm以上)進(jìn)行電泳,因此可在很短時(shí)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(xì)管填充溶液的種類、濃度、酸度或添加劑等,就可以用同一臺(tái)儀器實(shí)現(xiàn)多種分離模式。


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


4.應(yīng)用范圍廣:毛細(xì)管電泳在生命科學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)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(yīng)用藥物分析和臨床診斷。



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圖2 毛細(xì)管電泳的主要優(yōu)勢



毛細(xì)管電泳在臨床診斷中的應(yīng)用


作為一種高效的生物大分子分離分析技術(shù),毛細(xì)管電泳在臨床診斷領(lǐng)域的主要應(yīng)用如下:


1.多發(fā)性骨髓瘤:進(jìn)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(jìn)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?。哼M(jìn)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(tuán)成員企業(yè),其自主研發(fā)的ClinCap 1000全自動(dòng)毛細(xì)管電泳儀是專門為臨床檢驗(yàn)而設(shè)計(jì)的,具有全自動(dòng)、高分辨的毛細(xì)管電泳儀可滿足多種臨床蛋白分析項(xiàng)目,為臨床提供精準(zhǔn)可靠的檢測結(jié)果。系首-款獲得醫(yī)療器械認(rèn)定的國產(chǎn)同類產(chǎn)品。





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