高效毛細管電泳色譜儀簡稱毛細管電泳儀(CE),是以毛細管為分離通道,以高壓直流電場為驅(qū)動力,利用荷電粒子之間的淌度差異和分配系數(shù)差異進行分離,是分析科學繼高效液相色譜儀之后的又一重大進展,使分析科學從微升級進入到了納升級水平,不僅使單細胞乃至單分子分析成為可能,也使蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子分析有了新的轉(zhuǎn)機。目前,生命科學領(lǐng)域的分析儀器正向著微型化、集成化和自動化的方向發(fā)展,高分辨率、快速、耗樣量少、低成本和高通量的毛細管電泳的應用前景將會非常廣闊。
一、使微量PCR擴增及產(chǎn)物檢測整合成自動化體系:
微型硅膠PCR反應器與CE芯片可整合成DNA分析系統(tǒng)。β-球蛋白基因在15min內(nèi)可從M13中擴增出來,然后在120s內(nèi)在CE芯片上得到快速分離,使整個PCR-CE過程在20min內(nèi)完成。而且從毛細管的出口處可收集經(jīng)過分離純化的DNA片段,該片段可轉(zhuǎn)移到正電荷膜上進行雜交。此方法可代替和簡化傳統(tǒng)的DNA片段回收方式,自動化程度高,分離純度高。此外,由于毛細管出口小,片段易于在雜交膜上富集,皮克級DNA都能經(jīng)雜交檢測到。這使PCR擴增、CE分離純化和DNA雜交三個過程實現(xiàn)集成化和系統(tǒng)化成為可能。
二、使高通量DNA分析和測序成為可能:
放射性陣列毛細管電泳微板與掃描儀聯(lián)用可實現(xiàn)高通量的DNA檢測。電泳微板包括一個普通中央陽極槽,與96個微型分離通道相連,使用激發(fā)的旋轉(zhuǎn)共聚焦掃描檢測器檢測四色通道,96個樣品采用壓力式毛細管陣列系統(tǒng)平行進樣,可使96個PBR322限制性內(nèi)切酶片段在120s內(nèi)得到高效分離。若同時使用40塊微板,每塊微板上有384個分離通道,則一次進樣量可達15000個,從而達到高通量DNA分析和測序的目的。此外,CE不僅可對DNA的合成片段進行純度檢驗,對PCR擴增的DNA模板進行純化和從反應體系中去除,還可進行文庫建立或復制,啟動子作用方式檢測自然和人工合成RNA的結(jié)構(gòu)。
由于CE開發(fā)和應用的歷史不如色譜長,對于各種不同物質(zhì)的分離技術(shù)和方法還不夠完善和成熟,在實際分析過程中需要花較長時間放在方法的建立上。
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