脉冲场电泳仪原理

毛细管电泳技术具有高效分离、快速分析、试剂和样品用量少、绿色环保、前处理简单等优势，并使分析化学研究应用从微升水平进入纳升水平。毛细管电泳技术在生物制药、临床医学、手性药物、食品饮料、环境分析、法医鉴定等领域具有广泛应用，是蛋白质、核酸、有机物的有效分析技术，也使单细胞及单分子分析成为可能，并有更多应用领域尚待开发。作为新型微量分析技术，其应用领域十分广泛。 2017年，海能仪器与欧洲DL公司签署战略合作协议，购买了“高效毛细管电泳仪”相关专利实施许可权及非专利技术、软件所有权等全部技术产权。2019年，海能仪器历时2年完成了毛细管电泳仪全部技术的国产化，并实现了国产毛细管电泳仪的批量化生产。为推动毛细管电泳技术的应用普及，加快国产毛细管电泳仪器的发展和应用推广，由北京理化分析测试技术学会主办，于2019年8月21至22日在海能仪器产业园举行了“毛细管电泳应用技术研讨会”。十余位长期从事毛细管电泳技术研究和应用的专家莅临海能，参加此次研讨会，就毛细管电泳技术的应用以及国产化仪器的发展与推广进行研讨交流。 专家一行详细了解了海能仪器全产业链的生产模式，参观了海能文化馆，核心部件事业部、电路板车间、精加工车间、模塑车间、钣金喷涂车间，了解海能仪器为提升科学仪器品质和水平所做出的举措，并对国产毛细管电泳仪的发展寄予厚望。 与会专家围绕毛细管电泳技术应用的热点和国产毛细管电泳仪的未来发展前景进行充分交流，分享技术经验，提出有益建议。希望海能毛细管电泳仪为相关行业的分析人员提供更多的选择和更好的服务。

&mdash &mdash &ldquo 国产好仪器&rdquo 活动约稿 　　毛细管电泳(CE)是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术，其迅速发展于二十世纪八十年代后期。CE实际上包含电泳、色谱及其相互交叉的内容，是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展，它使得分离分析科学从微升级水平进入到纳升级水平。 　　我们的研发团队真正开始关注CE是在2004年，这是由于考虑到CE的高效分离能力、温和的分离条件、友好的水相运行特点和多种分离模式，而这些优点恰恰非常适合进行不同元素形态化合物的分离。而检测仪器的高速发展，特别是ICP-MS，灵敏度和检出限的大幅提高也为形态分离后的检测提供了坚实的基础，所以我们认为CE与ICP-MS的联用将会成为非常有力的元素形态分析工具。 　　在福建省科技厅的大力支持下，我们于2005年成立了以付教授为首，由多位博士和硕士研究生共同组成的科研团队，开始了对CE的调研和设计。 　　仪器设计：每一个细节都是难点 　　进入了团队之后，我发现之前自己的职业行为原则&mdash &mdash 科研和生活分开，无法执行了。现在填满我们生活的是科研工作&mdash &mdash 遇到问题时的彷徨，项目进展不顺时的揪心，以及进程中突破难点的快乐，占满了我的生活。而这些却都需要和有相同经历或了解这一切的人分享，我们的团队无疑就是最好的对象。 　　第一年里，在无休止的理论学习、资料查阅和方案的不断设定/推翻重设定过程中，我们的CE平台也初具规模。但是到了2006年，我们遇到了阻碍研究整个实验平台的最大的障碍，那就是CE与ICP-MS接口的设计。 　　这个接口好比一条生命通道，不能出现任何堵塞，设计要求平稳畅通，更重要的是还必须对其提供一个稳定的心脏起搏器&mdash &mdash 高压电源 这个通道必须刚好能容纳毛细管，必须能解决由于ICP-MS和CE流量不匹配而引起的拖拉效应 由于CE的进样量非常小，也必须要求接口设计的死体积非常小&hellip &hellip 这些苛刻的条件就犹如一道道深深的沟壑，难以逾越&hellip &hellip 　　记得最清楚的是在开始进行接口制作时钢管材料制备的艰辛，我们在市场上找不到符合要求的短而小的导电钢管，怎么办呢?付老师一句话：自己做!我们首先想到了可以利用注射器针头。经过试验，虽然针尖很容易用钳子夹断，但是断口处极易被夹扁，所以在剪掉部分针尖后，我们再拿砂纸一点一点磨平磨光，当钢管制备成功时，一大叠磨废的砂纸在我们身边悄然成堆。 　　辅助流的流量匹配亦是相当重要，只有匹配了雾化器的自吸量，才能保证CE的分离分辨率，这就需要对进样口和辅助流进样口的流量控制得相当精确，所以钢针的相对位置显得尤为重要，我们常常为了零点几毫米距离而拆废粘制好的接口。随着接口的研制成功，我们很快尝到了阶段性胜利的果实，在随后的一年里，我们成功地在Talanta和Food chemistry上各发表了一篇文章。 　　仪器生产：研发成功并不是终点 　　能够研发还是不够的，研发的最终目的是生产出具有独特竞争力的实用产品，这就必须将研发、生产，到最后市场流通和应用环节贯穿起来。这不是一个单位在短时间就能完成的工作，科学仪器的极端专业性导致了在研制的不同阶段有着不同的研制领导者出现。 　　在CE的定型生产阶段，以林志杰为首的研发团队成为中坚。但好事总与多磨相缠绕，最简单的东西总是最容易被忽视，例如我们在组装仪器时，要将不同性质的电子部件紧密的联系在一起。当一切都准备就绪，导入程序时，运行完全正常，和预想的一样，但在导入高压后，程序瞬间混乱了!关机、拆板和检测，却又一切正常。这下我们都懵了。关键时候，根据研发部领导的提议，我们采取了适当的电磁屏蔽方法，问题解决了。 　　类似的问题还有许许多多，但在同事们的努力下，最终成功地将CE推向了市场。这要感谢林志杰，他总能将富有创造力的年轻人凝聚在一起，并给予他们充分开放的思维空间，这才让我们最终设计并生产出这款睿科CEi-SP20毛细管电泳仪。 　　睿科CEi-SP20毛细管电泳仪 　　在推出CE的头一年里，我们就接连开发出了砷、硒、铅、汞和铬等元素在实际样品中的形态分析方法，并且仪器的重现性和检测限都极具竞争力。有了这些努力，我们的客户群也开始从高校用户起步，逐渐走进了各个检测机构。截至目前，我们已经拥有了数十名用户!相信在不久的将来，相关领域的各位研究学者与专家都能使用上这款性能优越的形态分析仪。 　　作者：睿科仪器(厦门)有限公司产品专员 叶培荣

前言蛋白质是生命活动的直接执行者，参与生命的几乎所有过程，包括遗传、发育、生殖、物质和能量的代谢、应激等，因此通过分析蛋白质结构和性质的异常就可以获得机体的受损或病变情况。但蛋白质分子结构与性质复杂多样，如何有效的分离和分析生物体中的各个蛋白质一直面临着严峻的技术挑战。毛细管电泳（ce）技术的出现，给解决这一挑战提供了新的途径，它能够从电荷、分子量等不同维度对蛋白分子进行高效的分离分析，因此得到了广泛的应用和发展。毛细管电泳技术的原理毛细管电泳法是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳分离分析方法（图1）。图1 毛细管电泳技术的原理毛细管两端分别浸入在电泳缓冲液中，并且两端连接着高压电源。当高压电源施加稳定的高压时，毛细管内产生了电渗流，使得毛细管内液体整体向负极移动。同时由于进入到毛细管中样本所含组分的荷质比不同，不同物质在毛细管中的迁移速度则不同。不同片段依次经过检测窗时被光检测模块所检测，从而实现了不同组分的分离以及定性、定量检测的目的。毛细管电泳技术的优势相比于hplc等传统的分析分离手段，毛细管电泳技术拥有如下的主要优点（图2）：1.分离效率高，分析速度快：由于毛细管能抑制溶液对流，并具有良好的散热性，允许在很高的电场下(可达400v/cm以上)进行电泳，因此可在很短时间内完成高效分离。2.操作模式多，分析方法开发灵活：只要更换毛细管填充溶液的种类、浓度、酸度或添加剂等，就可以用同一台仪器实现多种分离模式。3.适合于微量样品的分析：毛细管内径极小（20-75um），进样为纳升级或纳克级，非常适合于稀少样品的检测分析。4.应用范围广：毛细管电泳在生命科学领域有广泛应用。在核酸检测方面，可用于一代测序或基因片段分析；而在蛋白质检测方面，可应用药物分析和临床诊断。图2 毛细管电泳的主要优势毛细管电泳在临床诊断中的应用作为一种高效的生物大分子分离分析技术，毛细管电泳在临床诊断领域的主要应用如下:1.多发性骨髓瘤：进行血清蛋白电泳、血清免疫分型的检测，是多发性骨髓瘤筛查和诊断的重要依据。2.地中海贫血：进行血红蛋白电泳检测，是地中海贫血筛查的重要手段。3.糖尿病：进行糖化血红蛋白检测，相比传统hplc等方法，能够排除异常血红蛋白的干扰。 聚拓生物聚拓生物为聚光科技集团成员企业，其自主研发的clincap 1000全自动毛细管电泳仪是专门为临床检验而设计的，具有全自动、高分辨的毛细管电泳仪可满足多种临床蛋白分析项目，为临床提供精准可靠的检测结果。系首款获得医疗器械认定的国产同类产品。