高效毛細(xì)管凝膠電泳色譜儀（CGE）是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的毛細(xì)管電泳分離模式。它是將常規(guī)凝膠電泳儀對(duì)生物大分子的高效分離能力與毛細(xì)管電泳儀的快速、微量和定量分析相結(jié)合，是當(dāng)今分離度極高的一種分離技術(shù)。

一、載體特性：

采用聚丙烯酰胺凝膠作為載體的目是防止CGE電泳過程中分子的對(duì)流和擴(kuò)散，使待測組分得到更有效的分離。載體應(yīng)具備以下特性：

1、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在電泳過程中不受環(huán)境因素的影響，保持原有的狀態(tài)和性能。

2、化學(xué)惰性，在電泳過程中不與緩沖液中的離子和待分離的生物大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不干擾生物大分子的電泳過程。

3、分布均勻，電滲小，結(jié)果重復(fù)性好。

凝膠分無機(jī)凝膠和有機(jī)凝膠，無機(jī)凝膠有多孔硅膠和多孔玻璃等，有機(jī)凝膠有聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂糖凝膠和葡聚糖凝膠等。常用凝膠有聚丙烯酰胺凝膠和瓊脂糖凝膠，應(yīng)用最多的是前者。

二、工作原理：

將聚丙烯酰胺等在毛細(xì)管中交聯(lián)生成網(wǎng)狀多孔凝膠，以凝膠作為載體進(jìn)行電泳。由于凝膠多孔，具有類似分子篩的作用，荷質(zhì)比相等但大小不同的分子，在電場作用下發(fā)生遷移，其遷移速度受到凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的阻礙。大分子受到的阻力大，遷移速度慢，小分子受到的阻力小，遷移速度快，從而達(dá)到相互分離。

蛋白質(zhì)、DNA和蛋白質(zhì)－SDS聚合物等的荷質(zhì)比與分子大小無關(guān)，在CZE分離模式中，淌度幾乎沒有差別，很難分離，采用CGE能獲得良好分離。CGE與LIFD相結(jié)合已成為DNA快速序列分析的優(yōu)選方法。

三、凝膠柱制備：

1、凝膠柱：

CGE的關(guān)鍵是凝膠柱的制備。常用聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行DNA片段分離和測序，用十二烷基硫酸鈉－聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS－PAGE）測定蛋白質(zhì)和肽的分子量。

2、無膠篩分柱：

將單體丙烯酰胺（Acr）溶液中的交聯(lián)劑N，N′－甲叉雙丙烯酰胺（Bis）的濃度降為零，得到低粘度線性非交聯(lián)的親水性聚合物溶液來代替高粘度交聯(lián)聚丙烯酰胺，仍有按分子大小分離的作用。

無膠篩分柱容易制備，功能可調(diào)節(jié)，使用方便，使用壽命長。柱內(nèi)不作交聯(lián)反應(yīng)，可避免形成氣泡。但分離能力比凝膠柱差。

四、特點(diǎn)：

1、優(yōu)點(diǎn)：

（1）聚丙烯酰胺凝膠是CGE的理想載體。由于聚丙烯酰胺凝膠粘度大，抗對(duì)流性好，散熱性好，能有效減小組分的擴(kuò)散，因此能限制譜帶展寬，所得峰形尖銳，分離度極高，是CE分離模式中柱效最高的（10⁷TP/m）一種分離方法。

（2）待測組分與聚丙烯酰胺凝膠可生成絡(luò)合物，使分離度增加，防止組分在毛細(xì)管壁的吸附，并減小電滲流，有可能使組分在短柱上實(shí)現(xiàn)極好的分離。

（3）樣品用量少，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可用于大分子物質(zhì)的微量制備和餾分收集。

（4）可分離從幾個(gè)到幾百萬個(gè)堿基對(duì)的DNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)。

（5）毛細(xì)管SDS－PAGE可提供豐富的分子量信息，具有比常規(guī)SDS－PAGE更好的定性分析性能。

2、缺點(diǎn)：

（1）凝膠柱制備比較困難，使用壽命短。

（2）進(jìn)樣端易堵，若有氣泡則難以除去，影響分離。

五、應(yīng)用：

在分子生物學(xué)和蛋白質(zhì)化學(xué)上應(yīng)用十分廣泛。在分子生物學(xué)上實(shí)現(xiàn)了寡聚核苷酸純化、反應(yīng)基因治療、DNA測序和PCR產(chǎn)物分析等，在蛋白質(zhì)化學(xué)上用于多肽和蛋白質(zhì)的分子量測定、原蛋白質(zhì)和SDS結(jié)合蛋白質(zhì)的分離等。

可用于其它帶電物質(zhì)的分離，并可通過加入添加劑（如手性添加劑、離子對(duì)試劑和絡(luò)合試劑等）改變分離的選擇性。

   

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