前言 電泳技術(shù)的發(fā)展集中在幾個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域,**近發(fā)展較快,應(yīng)用廣泛的電泳包括毛細(xì)管
電泳、蛋 白雙向電泳、脈沖場(chǎng)電泳等。電泳技術(shù)在醫(yī)療、生化方面的應(yīng)用同時(shí)也帶動(dòng)了相關(guān)儀器設(shè)備 的發(fā)展,如質(zhì)譜、凝膠成像等。雖然只是生化分離分析所必需的常規(guī)儀器,但與其它大型儀 器設(shè)備一樣,電泳系統(tǒng)的進(jìn)展同樣是非常迅速的。由于電泳與其它分離技術(shù)相比具有分辨 率高, 所需設(shè)備技術(shù)要求比較簡(jiǎn)單, 操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn), 所以被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、 醫(yī)學(xué)、 等領(lǐng)域中,在生化分離制備中常被用作分離步驟的**后一步。縱觀電泳技術(shù)領(lǐng)域,技術(shù)發(fā)展 的重心是應(yīng)用電泳的原理并根據(jù)不同分離目的和分離要求以及被分離物質(zhì)的不同特性設(shè)計(jì) 出簡(jiǎn)便、靈敏度高的電泳系統(tǒng)。從 1937 年電泳技術(shù)誕生到現(xiàn)在,經(jīng)過不斷的研究和改 進(jìn),已經(jīng)有許多種不同類型的電泳方法應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)、生化分析、教學(xué)科研領(lǐng)域。實(shí)際應(yīng) 用過程中也不斷出現(xiàn)新的要求促使電泳設(shè)備廠商不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)和研發(fā)新產(chǎn)品, 以滿足市場(chǎng)需 求。 2 電泳技術(shù)的進(jìn)展
2.1 毛細(xì)管電泳
毛細(xì)管電泳是 20 世紀(jì) 80 年代后期分析化學(xué), 特別是生物分析化學(xué)的重大研究進(jìn)展, 也是目 前發(fā)展**為迅速的電泳分離手段之一,又稱“高效毛細(xì)管電泳(HPCE),它是以高壓電場(chǎng) ” 為驅(qū)動(dòng)力, 以毛細(xì)管為分離通道, 依據(jù)試樣中各組分間遷移率和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分 離的一類分離技術(shù)。與傳統(tǒng)的分離方法相比,毛細(xì)管電泳的顯著特點(diǎn)是高效、快速和微量, 一般上樣量?jī)H幾 nL。 這一點(diǎn)對(duì)于以分析為目的的電泳實(shí)驗(yàn)來說, 優(yōu)勢(shì)是不言而喻的。 此外, 毛細(xì)管電泳還具備了經(jīng)濟(jì)、清潔、易于自動(dòng)化、一機(jī)多用和環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。
2.2 雙向蛋白電泳
**近興起的生物學(xué)分支—系統(tǒng)生物學(xué)是以系統(tǒng)化的觀點(diǎn)研究基因組和蛋白質(zhì)組內(nèi)各成員間 相互作用對(duì)生物體各部分功能的聯(lián)系和影響, 雙向電泳與質(zhì)譜的聯(lián)用是經(jīng)典的也是目前**有 效的研究方法。 雙向凝膠電泳主要用于分離細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì), 是目前蛋白質(zhì)組學(xué)研究的首要 分離分析手段。其基本原理是蛋白質(zhì)首先根據(jù)其等電點(diǎn)在 pH 梯度膠中等電聚焦(IEF) ,然 后按照分子量大小在 SDS-PAGE 中進(jìn)行第二向分離。 3 電泳技術(shù)的應(yīng)用
3.1 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用 采用 HPCE 分析血清蛋白質(zhì)獲得的結(jié)果穩(wěn)定,并能準(zhǔn)確計(jì)算
各蛋白質(zhì)的相對(duì)濃度,避免了凝 膠電泳法染色、脫色過程中多種影響因素造成的誤差,而且 HPCE 法的結(jié)果重復(fù)性好,可信 度高, 便于貯存和檢索。 前白蛋白在血清中的濃度可以表明營養(yǎng)狀態(tài), 而且是確定惡性腫瘤、 炎癥、肝硬化、何杰金氏病的重要指標(biāo),多數(shù)電泳法難以分辨,而用 HPCE 法很容易分離定 量,檢測(cè)波長(zhǎng)為 214 或 200nm。毛細(xì)管電泳(CE)增加了白蛋白部分的分辨率,這使得對(duì) 雙白蛋白血癥檢測(cè)的靈敏度有了很大的提高。HPCE 與 PCR 聯(lián)用可以用來對(duì)傳染性疾病、腫 瘤和遺傳病進(jìn)行分子生物學(xué)的診斷。以毛細(xì)管凝膠電泳分離血液中 HIV-1 的 PCR 產(chǎn)物,并采 用紫外光和熒光檢測(cè), 是應(yīng)用較早的 PCR 產(chǎn)物的 HPCE 分析。 采用激光誘導(dǎo)熒光的檢測(cè)方法, 可以對(duì) HIV-1 的 DNA 或 cDNA 擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行定量分析。激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)法(LIF)是目前毛 細(xì)管電泳中**靈敏的一種檢測(cè)方法,其靈敏度可高達(dá) l0-12~l0-15mol·L-1,熒光檢測(cè)器的缺 點(diǎn)是僅能用于有天然熒光或易于用熒光試劑標(biāo)記或染色的物質(zhì)的檢測(cè), 而且檢測(cè)器的價(jià)格也 較高。但由于 LIF 的高靈敏度和高選擇性,它仍是毛細(xì)管電泳中不可缺少的檢測(cè)方式。在一 些惡性腫瘤疾病中, RNA 轉(zhuǎn)錄后發(fā)生修飾作用的核苷水平升高, 可以用來對(duì)腫瘤的產(chǎn)生進(jìn)行 標(biāo)記。利用膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜可以對(duì)甲狀腺癌病人尿液中 15 種被修飾的核苷進(jìn)行標(biāo)記, 在對(duì)患白血病的兒童和患乳腺癌的婦女進(jìn)行的臨床研究中, 毛細(xì)管電泳脫機(jī)與質(zhì)譜聯(lián)用鑒定 患者的核苷標(biāo)記收到了較好的效果。 毛細(xì)管電泳可簡(jiǎn)便快速分析生物樣品中各種形式的藥物 成分,在藥理學(xué)研究,法醫(yī)學(xué)檢查及臨床毒理等方面也有廣泛應(yīng)用。如:抗白血病藥物胞嘧 啶-β-D-阿拉伯糖苷,經(jīng)簡(jiǎn)單有機(jī)溶劑提取樣品,檢測(cè)限為 8μmol/L;應(yīng)用膠束電動(dòng)毛細(xì)管 電泳 (MECC) 可監(jiān)測(cè)類抗高血壓藥物, 在分離液中加入 SDS 和γ-環(huán)糊精, 經(jīng)有機(jī)溶劑提取, **低檢測(cè)限為 10μg/L,在臨床常規(guī)用藥的檢測(cè)方面,如抗生素類藥物阿莫西林可以不需進(jìn) 行樣品的前處理,直接以血漿樣品進(jìn)樣,但緩沖液中加入 SDS 可減少蛋白的管壁吸附;有的 藥物分析用 MECC 可直接分離,不必特殊處理。如平滑肌解痙藥(Flavoxate)能緩解泌尿結(jié) 石患者的疼痛,取患者尿液作 MECC 測(cè)定,檢測(cè)限可達(dá) 200μg/L。止喘藥為治療哮喘,早產(chǎn) 兒窒息的常用藥,取血清,唾液和尿液樣品,直接進(jìn)樣后進(jìn)行多波長(zhǎng)測(cè)定,其線性范圍為 0~200μmol/L,濃度在 5~110μmol/L 范圍時(shí)有較好的精確度。催眠鎮(zhèn)靜類藥物臨床應(yīng)用范 圍廣,品種多,易發(fā)生藥物依賴性,且中毒劑量與治療劑量接近。如需進(jìn)行藥物濃度監(jiān)測(cè), **低檢測(cè)限可達(dá) ng/L。此外,一些重要的蛋白電泳臨床化驗(yàn)項(xiàng)目如:同工酶測(cè)定、尿蛋白 測(cè)定等,自動(dòng)化要求很高,全自動(dòng)電泳分析儀應(yīng)運(yùn)而生。
從歷史的角度來說, 實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的發(fā)展因?yàn)橥黄屏酥萍s研究工作的瓶頸, 往往能夠給科研 工作帶來巨大的推動(dòng)作用, 所以電泳技術(shù)的發(fā)展必將能夠加速醫(yī)療、 生化等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步, 帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)向高技術(shù)方向的轉(zhuǎn)變。#p#分頁標(biāo)題#e#