毛細(xì)管電泳發(fā)展歷史

1、毛細(xì)管電泳的發(fā)展歷史中文摘要本文簡要的回顧了毛細(xì)管電泳的發(fā)展歷史，對其發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行概述，并對未來的發(fā)展提出一些設(shè)想，作為我們研究課題的重點(diǎn)，特別對毛細(xì)管電泳安培檢測技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的評述。從電導(dǎo)檢測、電位檢測和安培檢測的三種方法用于毛細(xì)管電泳這項(xiàng)分離技術(shù)的發(fā)展過程，到基礎(chǔ)理論的研究、檢測池的設(shè)計(jì)與改進(jìn)、電極的改進(jìn)及其應(yīng)用的簡單介紹到未來的發(fā)展動向等方向逐一涉及，一般的藥物、氨基酸和糖類的分析到目前應(yīng)用的熱點(diǎn)進(jìn)行了綜述。從毛細(xì)管電泳安培檢測技術(shù)需要進(jìn)一步完善和發(fā)展考慮，提出了本論文的設(shè)想，在毛細(xì)管電泳安培檢測的方法學(xué)研究及其在藥物分析中的應(yīng)用方面做出一些有意義的工作。鑒于在毛細(xì)管電泳安培

2、檢測技術(shù)中，用于分離的高壓電場對安培檢測有著嚴(yán)重干擾，影響檢測的靈敏度，而且分離毛細(xì)管與工作電極對接也存在一定困難等原因，前人已做了大量的研究工作，并提出了種種解決辦法，但還存在不盡如人意的地方。在原有的工作基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步進(jìn)行了毛細(xì)管電泳安培檢測的研究工作，設(shè)計(jì)制作了一種高壓電場隔離接口和相應(yīng)的安培檢測池，并對工作電極進(jìn)行了改進(jìn)，茲將主要研究內(nèi)容報(bào)告如下：第一部分概述了毛細(xì)管電泳的發(fā)展歷史，對電導(dǎo)檢測、電位檢測特別是安培檢測的基本原理及其應(yīng)用工作進(jìn)行了詳細(xì)介紹，指出了三種檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及人們?yōu)榻档驮胍?、提高檢測度方面所做的一些工作，最后還簡單介紹了本文的目的、意義和內(nèi)容。第二部分設(shè)計(jì)

3、制作了一種電場隔離接口和安培檢測池，并對檢測電極做了進(jìn)一步改進(jìn)。對高壓電場隔離接口的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、平衡時間、導(dǎo)電效率及隔離電場性能等進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明：該接口穩(wěn)定，隔離電場效果好，可以滿足實(shí)際工作的需要；制作的安培檢測池可以解決分離毛細(xì)管與工作電極對接困難的問題，其工作電極可以方便的插入分離毛細(xì)管而不碰壁。組裝了一套毛細(xì)管電泳安培檢測系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)分離檢測了三中種對苯二酚，結(jié)果令人滿意。此外，我們通過對電極的改進(jìn)，削弱了在毛細(xì)管電泳安培檢測中存在的峰擴(kuò)展現(xiàn)象，進(jìn)一步提離了分離效率。第三部分在自組裝的毛細(xì)管電泳安培系統(tǒng)上，進(jìn)行了毛細(xì)管電泳安培檢測在藥物分析中的方法學(xué)研究，建立了此種藥

4、物的毛細(xì)管電泳安培檢測方法。 1. 用毛細(xì)管電泳安培檢測法同時測定了銀黃注射液中氯原酸與黃芩苷的含量,研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對分離效果的影響,得到了較優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件。以直徑為100m的銅微電極為工作電極，于電極電位+0.8V(vs.Ag/AgCI)處，40mmoI/L的Na2B407(pH值為13.4)min為緩沖溶液時, 氯原酸與黃苓苷在12min內(nèi)得到良好的分離. 氯原酸與黃苓苷分別在5.0×10-30.5mg/mL濃度范圍內(nèi)與電泳峰電流呈良好的線性關(guān)系, 檢測下限分別為1.0×10-4 mg/ml和5.0×10-5mg/ml。 2. 用毛細(xì)管電泳安培檢測同時測了

5、復(fù)方蘆丁片中蘆丁和抗壞血酸的含量，研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對分離效果的影響，得到優(yōu)化的條件。以直徑為50m的碳纖微電極為工作電極，電極電位在+0.8V(vs.Ag/AgCI), 40mmoI/L的Na2B407- H3BO3 (pH值為7.5)為緩沖溶液時, 蘆丁和維生素C在10min內(nèi)得到了良好的分離, 蘆丁和維生素C分別在5.0×10-85.0×10-4g/mL、8.0×10-85.0×10-4g/mL濃度范圍內(nèi)與電泳峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，其檢測下限分別為2.0×10-8g/mL、5.0×10-8g/mL。 3用毛細(xì)管電泳安培檢測法

6、同時測定了中藥連翹中連翹苷與蘆丁的含量，研究了各種實(shí)驗(yàn)效果的影響，得到了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)程序。以直徑50m的碳纖維微電極為工作為電極，電極電位在+1.2V(vs.Ag/AgCI), 20mmoI/L的Na2B407-H3BO3(pH值為8.4)+40mmoI/LSDS為緩沖溶液時, 蘆丁和連翹中連翹苷在10min內(nèi)得到了良好的分離. 蘆丁和連翹苷分別在為1.0×10-3m g /mL和5.0×10-4m g /mL. 4、用毛細(xì)管電泳安培檢測法同時測定了中藥槐花中蘆丁和槲皮素的含量，研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對分離效果的影響，得到了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)步驟。以直徑為50m的碳纖維微電極為工作電極，

7、檢測電位為+1.2V(vs.Ag/AgCI), 20mmoI/L的Na2B407-(pH值為8.4)+40mmoI/LSDS為緩沖溶液時，蘆丁和連翹在10min內(nèi)得到良好的分離。蘆丁和連翹苷分別在5.0×10-30.5m g /mL濃度范圍內(nèi)與電泳峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢測下限分別為1.0×10-4m g /mL和5.0×10-5m g /mL. 5 、用毛細(xì)管電泳安培檢測法同時測定丹參注射液中丹參素、原兒茶醛和原兒茶酸的含量，研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對分離效果的影響，得到了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件。以直徑為50m的碳纖維電極為工作電極，電極電位+0.8V(vs.Ag/AgC

8、I), 20mmoI/L的Na2B407-(pH值為8.4)+40mmoI/LSDS為緩沖溶液. 在此條件下, 丹參素、原兒茶醛和原兒茶酸在10min內(nèi)得到良好的分離。丹參素、原兒茶醛和原兒茶酸分別在0.010.2m g /mL、0.0020.1m g /mL和0.0020.1m g /mL濃度范圍內(nèi)與電泳峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢測下限分別為0.002、0.001和0.001m g /mL。 6、用毛細(xì)管電泳安培法同時測定了中藥天麻中天麻素，對羥基苯甲醇和香草醛的含量，研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對分離效果的影響，得到了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件。以直徑為50m的碳纖維微電極為工作電極，電極電位為+1.0V(v

9、s.Ag/AgCI), 20mmoI/L的Na2B407-(pH值為8.4)+30mmoI/L膽酸鈉為緩沖溶液時,天麻素、對羥基苯甲醇和香草醛在12min內(nèi)到了良好的分離。天麻素、對羥基苯甲醇和香草醛分別在0.0200.5、0.0310.5和0.0255.0 m g /mL濃度范圍內(nèi)與電泳峰電流呈現(xiàn)良好線性關(guān)系,檢測下限分別為0.005、0.01和0.006 m g /mL 。 7、用毛細(xì)管電泳安培檢測法同時測定了中藥兒茶中兒茶素和表兒茶素的含量，研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對分離效果的影響，得到了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件。以直徑50m的碳纖維微電極為工作電極，電極電位為+0.9V(vs.Ag/AgCI), 20

10、mmoI/L的Na2B407-(pH值為8.8)+80mmoI/L SDS為緩沖溶液時, 兒茶素和表兒茶素在10min內(nèi)得到了良好的分離.兒茶素和表兒茶素分別在5.0×10-21.0m g /mL和5.0×10-22.0m g /mL濃度范圍內(nèi)與電泳峰電流呈良好線性關(guān)系, 檢測下限分別為0.02m g /mL和0.01m g /mL。通過以上工作，證明所設(shè)計(jì)的高壓電場隔離接口和安培檢測池能夠滿足實(shí)際工作需要，希望能對毛細(xì)管電泳安培檢測方法學(xué)的研究起到一定的促進(jìn)作用，對安培檢測技術(shù)的發(fā)展有一定的幫助。第一節(jié)毛細(xì)管電泳的歷史與發(fā)展傳統(tǒng)的電泳作為一種分離技術(shù),是根據(jù)在電場作用下,

11、不同的溶質(zhì)由于其不同的遷移速率,以不同的遷移速度向其所帶電荷的相反方向移動,從而使得不同的溶質(zhì)得以分離的方法.而毛細(xì)管電泳(CE)又稱之為高效毛細(xì)管電泳(HPCE),則是一類以毛細(xì)管為分離通道，以高壓直流電場為驅(qū)動力的新型液相分離分析技術(shù)，其迅速發(fā)展于二十世紀(jì)八十年代后期。CE實(shí)際上包含電泳、色譜及其相互交叉的內(nèi)容，是分析科學(xué)中繼高效液相色譜之后的又一重大進(jìn)展，它使得分離分析科學(xué)從微升級水平進(jìn)入到納升級水平，并使得單細(xì)胞的分析，乃至單分子的分析成為可能。與此同時，也使長期困擾我們的生物大分子如糖類、蛋白質(zhì)等的分離分析，因?yàn)镃E的產(chǎn)生和迅速發(fā)展而有了新的轉(zhuǎn)機(jī)。一歷史的簡單回顧溶液中荷電粒子在電場

12、中的泳動現(xiàn)象，早在19世紀(jì)初就已被發(fā)現(xiàn)1，與色譜工作一開始就作為分析方法來研究不同，電泳在Michaelis2關(guān)于酶的鑒別工作之前，只是作為一種物理化學(xué)現(xiàn)象來研究。在十九世紀(jì)中葉，對溶液中荷電離子的電場作用下的泳動現(xiàn)象，Wiedemann和Buff3，4開始進(jìn)行研究，后來在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，Kohlrausch5導(dǎo)出了離子移動的理論公式，描述了包括區(qū)帶電泳，等速電泳和移動界面電泳在內(nèi)的電泳基本理論，電泳在真正意義上進(jìn)入分析化學(xué)是在Sverdberg和Tiselius6的開拓性研究之后，他們在1926年提出了移動界面電泳技術(shù)。然而，只是在Tiselius7，8公布了移動界面電泳技術(shù)的細(xì)節(jié)之后，電泳技

13、術(shù)才開始得到較為迅速的發(fā)展，并成為生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)研究手段之一，成功的應(yīng)用于人血清的分離，獲得了血清白蛋白等。毛細(xì)管電泳發(fā)展的歷史相當(dāng)悠久，其發(fā)展可以追溯到二十世紀(jì)六十年代中期，瑞典科學(xué)家Hjerten9首先用內(nèi)徑為3mm的石英毛細(xì)管進(jìn)行了電泳分離。后來，Mikkers等10首先從理論上研究了電場聚焦現(xiàn)象及其對分離區(qū)帶擴(kuò)展的影響，隨后在實(shí)驗(yàn)上用200m內(nèi)徑的聚四氟乙烯管實(shí)現(xiàn)了高效電泳分離，這項(xiàng)研究成為CZE發(fā)展史上的第一個重大突破。從二十世紀(jì)八十年代初開始，Jorgenson等11，12使用更細(xì)的毛細(xì)管及內(nèi)徑為75m的熔融石英管做CZE，在30kV電壓下每米毛細(xì)管的效率高達(dá)4×105的

14、理論塔板數(shù)，這一開創(chuàng)性的成果成為毛細(xì)管電泳發(fā)展歷史上的一個里程碑，從此，毛細(xì)管電泳技術(shù)開始了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。二毛細(xì)管電泳技術(shù)的發(fā)展1分離模式的發(fā)展傳統(tǒng)的電泳模式只能用于荷電離子的分離。1984年，Terabe13等在CE電解質(zhì)溶液中加入離子表面活性劑，在溶液中形成離子膠束作假固定相，實(shí)現(xiàn)了中性離子的分離，這種模式稱為膠束電動色譜（micellar electrokinetic chromatography， MEKC），此后，又相繼發(fā)展了環(huán)糊精EKC，微乳膠EKC等14，15，目前，MEKC已成為應(yīng)用非常廣泛的電泳模式之一。1983年，Hjerten16首先將聚丙烯酰胺凝膠毛細(xì)管用于CE分析，

15、發(fā)展了毛細(xì)管凝膠電泳（capillary electrophoresis，CGE）。CGE具有極高的分辨本領(lǐng)，可用于蛋白質(zhì)碎片的分離及DNA序列的快速分析。此后，隨著毛細(xì)管電泳研究的深入，其它分離模式如毛細(xì)管等電聚焦（capillary isoelectric focusing， CIEF） 17，毛細(xì)管等速電泳，毛細(xì)管電色譜（capillary electrochromatography，CEC）18，19等分離模式不斷引入，極大的拓寬了毛細(xì)管電泳技術(shù)的應(yīng)用范圍。2基礎(chǔ)理論的深入研究CE涉及許多基本的理論問題，如區(qū)帶展寬，塔板高度，熱效應(yīng)，電滲流，分離度的優(yōu)化等，深入的對這些問題進(jìn)入研究，將

16、極大的推進(jìn)CE技術(shù)的進(jìn)一步提高與應(yīng)用。針對這些理論問題，國內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。如Rhodes和Giddings等20，21對影響區(qū)帶展寬因素進(jìn)行了定量分析；Andreev等22提出了一個數(shù)學(xué)模型，討論了電滲流對CE效率的影響；林炳承等23，24也對CE中各種影響區(qū)帶展寬的因素進(jìn)行了定量的分析，得到計(jì)算CE區(qū)帶展寬的數(shù)學(xué)表達(dá)式，用計(jì)算機(jī)對多肽的CE分析進(jìn)行了全過程模擬。陳義等25比較系統(tǒng)的研究了毛細(xì)管電泳中存在的理論問題，討論了電泳過程中物質(zhì)傳輸?shù)母鞣N動力和描述方程、區(qū)帶的遷移過程及其變化，各種影響分離效率的因素，并對毛細(xì)管電泳檢測器及進(jìn)樣中的理論問題，進(jìn)行了研究。以上理論的提出，對毛

17、細(xì)管電泳的實(shí)際應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。3應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展與傳統(tǒng)電泳一樣，CE的主要應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學(xué)，分離對象涉及氨基酸，多肽，蛋白質(zhì)，核酸等生物分子，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析具有重要意義的肽圖，對人體基因工程具有決定性作用的DNA測序等許多當(dāng)代生命科學(xué)中分離分析難題，CE都已涉及26，27。在應(yīng)用于生命科學(xué)的同時，CE近年來已迅速擴(kuò)展到其它領(lǐng)域，包括食品化學(xué)，藥物化學(xué)，環(huán)境化學(xué)，毒物學(xué)，醫(yī)學(xué)和法醫(yī)學(xué)等，特別是在手性分子和生物大分子的分離方面，CE具有獨(dú)特的優(yōu)勢28，29。4儀器的不斷完善CE技術(shù)走向成熟的標(biāo)志是其分析儀器的不斷完善和商品儀器的出現(xiàn)，自1989年出現(xiàn)商品儀器以來，短短幾年間，在世界范

18、圍內(nèi)已推出十幾種型號的商品化儀器，包括不少自動化性能指標(biāo)都較完善的儀器，其檢測方法也得到了發(fā)展，從廣泛使用的紫外可見檢測，到二極管陣列檢測，激光誘導(dǎo)熒光檢測，部分儀器還提供了質(zhì)譜接口。最近，電化學(xué)檢測，特別是安培檢測方法也得到了廣泛的應(yīng)用。三毛細(xì)管電泳的特點(diǎn)與應(yīng)用由于毛細(xì)管具良好的散熱效能，允許在毛細(xì)管兩端加上高至30kV的電壓，分離毛細(xì)管的縱向電場強(qiáng)度可達(dá)到400V/cm以上，因而分離操作可以在很短的時間內(nèi)完成，達(dá)到非常高的分離效率（理論塔板數(shù)達(dá)到400000/m以上，最高達(dá)107/m數(shù)量級）。因?yàn)槊?xì)管的內(nèi)徑很小（一般<100m），對內(nèi)徑50m，長度為50cm的毛細(xì)管，其容積不足1l

19、，進(jìn)樣體積在nl級，樣品濃度可低于10-4mol/L。因此，毛細(xì)管電泳技術(shù)達(dá)到了儀器分析所要求的高效，快速，樣品用量少等最基本和最優(yōu)異的特點(diǎn)。此外，毛細(xì)管電泳技術(shù)還有容易自動化，操作簡便，容劑消耗少，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。正是這些特點(diǎn)的存在，使得CE出現(xiàn)就被引起極大的關(guān)注，目前CE的研究已進(jìn)入了一個重要的發(fā)展階段。作為一項(xiàng)新型的分離技術(shù)，CE的多種分離模式給樣品分離提供了不同的選擇機(jī)會，這對分離來源復(fù)雜的生物樣品尤其有利。研究表明，小至無機(jī)離子，大到整個細(xì)胞，都有可能利用毛細(xì)管電泳技術(shù)進(jìn)行分離分析。CE從產(chǎn)生到現(xiàn)在，其應(yīng)用首先集中在氨基酸，糖類，核酸和蛋白質(zhì)等生物分子的分離分析上，但是，隨著此項(xiàng)技

20、術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用已逐漸的向醫(yī)藥衛(wèi)生，食品化工，環(huán)境等領(lǐng)域滲透。目前，CE的研究熱點(diǎn)包括：DNA的高速測序30，蛋白質(zhì)的高效分離31，糖類分析32，細(xì)胞分析，手性拆分3335等等。此外，毛細(xì)管電泳還可用于物理化學(xué)常數(shù)的測定，生產(chǎn)工程控制等。四毛細(xì)管電泳的未來從毛細(xì)管電泳的發(fā)展趨勢來看，目前的毛細(xì)管電泳越來越側(cè)重于應(yīng)用研究，特別是與生命科學(xué)相關(guān)的問題研究?？梢灶A(yù)見，隨著生命科學(xué)研究的推進(jìn)，毛細(xì)管電泳將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著人類基因組計(jì)劃的順利實(shí)施和趨于成功，后基因組計(jì)劃已經(jīng)逐步展開，其中蛋白質(zhì)組成的研究正引起廣泛的重視，毛細(xì)管電泳作為高效和靈敏的分離分析方法，可能成為蛋白質(zhì)組成研究的新

21、工具。利用毛細(xì)管電泳所進(jìn)行的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組成探索性的研究結(jié)果顯示，這是一個非常有前途的方向。單細(xì)胞分析必然會快速發(fā)展，研究的目標(biāo)為細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)。單分子分析可能興起并受到重視，但能否實(shí)現(xiàn)單分子分析是一個挑戰(zhàn)性的課題。此外，毛細(xì)管電泳的新原理，新方法也會出現(xiàn)，如何利用和吸收其他學(xué)科的原理，方法，技術(shù)也是推動毛細(xì)管電泳的發(fā)展所必須思考的問題。總之，任何一種分離分析測定技術(shù)的發(fā)展都是朝著簡單實(shí)用，同時又能解決實(shí)際問題的方向前進(jìn)的。第二節(jié)毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測的研究對于毛細(xì)管分離技術(shù)而言，極細(xì)的毛細(xì)管孔徑雖然給這項(xiàng)技術(shù)帶來了極高的分離效能，但同時也給檢測器的配備帶來了極大的困難，由于毛細(xì)管本身的內(nèi)徑極小，

22、而被分離各組分又不能有顯著的展寬，因此研制高靈敏度的檢測器就成為毛細(xì)管電泳這項(xiàng)分離技術(shù)需要研究的重要方面之一。目前已有許多種檢測器被成功的應(yīng)用于毛細(xì)管電泳技術(shù)中，但在商品化的儀器中常用的檢測其主要是紫外檢測器，紫外檢測器受毛細(xì)管孔徑的限制，致使其吸收光程很短，加之毛細(xì)管電泳進(jìn)樣量極小，導(dǎo)致紫外可見檢測器的靈敏度相對比較低。熒光檢測器是另外一種比較常用的檢測器，其突出的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，選擇性好，尤其是激光誘導(dǎo)檢測器，是目前最靈敏的檢測器之一，但這種檢測器僅能適用于具有天然熒光或易于進(jìn)行熒光衍生的物質(zhì)。質(zhì)譜檢測法是另外一種靈敏度高，專屬性強(qiáng)的檢測器，而且能夠提供分子結(jié)構(gòu)信息，是毛細(xì)管電泳非常理想的

23、一種檢測器，但昂貴的價格限制了它的普及。此外，毛細(xì)管電泳的檢測方法還有化學(xué)發(fā)光法，拉曼光譜法等。與上述一些檢測方法相比，電化學(xué)檢測方法已成為毛細(xì)電泳分離技術(shù)中一種重要的分離分析方法。電化學(xué)檢測方法包括電導(dǎo)檢測，電位檢測和安培檢測三種，電化學(xué)檢測特別是安培檢測法具有靈敏度高，選擇性好，線性范圍寬以及設(shè)備簡單，成本較低等優(yōu)點(diǎn)，雖然由于其本身也存在一些不足，使其在實(shí)用性方面受到一些限制，但由于其具有前述顯著的特點(diǎn)，毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測方法不僅在理論和檢測技術(shù)方面有了長足的發(fā)展，而且已被廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，環(huán)境科學(xué)，藥物學(xué)，食品科學(xué)等領(lǐng)域中，成為分離分析科學(xué)中最具活力，最有發(fā)展前景的新的研究領(lǐng)域之

24、一，有關(guān)這一方面的研究已有一些綜述3638，其中有的側(cè)重于儀器和技術(shù)方面，有的側(cè)重于應(yīng)用方面。下面參照有關(guān)文獻(xiàn)，對毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測的研究作一綜述。一毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測（CE-ED）技術(shù)對于毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測方法而言，其所包括的電導(dǎo)檢測、電位檢測和安培檢測三種方法各有其特點(diǎn)。電導(dǎo)檢測雖然靈敏度相對較低，但其通用性好，適用于一般較小的離子的檢測；電位檢測操作簡單，適用于小的陰陽離子檢測，但由于其容易致使峰變形，且重現(xiàn)性相對較差，使其在分析中應(yīng)用較少；安培檢測雖然只對那些具有電活性的物質(zhì)才有檢出功能，但因其具備極高的靈敏度而得到了廣泛的研究。1 電導(dǎo)檢測11 電導(dǎo)檢測原理將電導(dǎo)檢測法應(yīng)用于

25、毛細(xì)管電泳分離技術(shù)之中，是由于電導(dǎo)檢測一般采用兩個相對的金屬電極指示電極檢測水溶液中離子型溶質(zhì)的電導(dǎo)，記錄電導(dǎo)隨時間的變化曲線就可得到電泳的分離譜圖。將電解質(zhì)溶液至于施加有電場的兩個電極之間，溶液將會導(dǎo)電，電導(dǎo)值L與電極的表面積A，電極之間的距離1以及溶液中各種離子電導(dǎo)的總和Lii有如下關(guān)系：L=（1/1000）×（A/1）Lii電導(dǎo)測量中，A和1是固定的，1/A稱之為電導(dǎo)池常數(shù)K，這時，L=（1/1000）×（1/K）Lii而對于某一離子，L=L0+（1/1000）×（1/K）Lii12電導(dǎo)檢測技術(shù)毛細(xì)管電泳電導(dǎo)檢測技術(shù)由于通用性得到了廣泛的應(yīng)用，尤其對那些不易

26、被UV吸收進(jìn)行檢測的物質(zhì)。其發(fā)展至今有在柱檢測，柱端檢測，離柱檢測三種形式。電導(dǎo)檢測應(yīng)用于毛細(xì)管電泳之中，首先由Mikkers等39引入，他們在200m的聚四氟乙烯（PTFE）管中分離了16中陰離子。其后，Gebauer等40應(yīng)用相似的系統(tǒng)分離檢測了飲用水中NO-3，Cl-，SO2-4的含量，獲得了10-6 mol.L-1的檢測限；Firestone等41將其用于合成肽的純度控制研究；Avdalovic等42設(shè)計(jì)制作了一種能抑制電泳緩沖溶液背景電導(dǎo)的抑制柱，采用這種方法分析了13種陰離子和16種有機(jī)酸，檢測限在210g·L-1。柱后檢測由于采用了接口而容易導(dǎo)致譜峰展寬，Huang等4

27、3，44開始探索毛細(xì)管電泳的在柱電導(dǎo)檢測，他們以微機(jī)控制的CO2激光器在內(nèi)徑為75m的毛細(xì)管壁上鉆一個直徑40m的孔，然后與孔內(nèi)相對安置一對25m的鉑絲作電極，避免了使用高壓電場在兩電極間的電位差，減少了背景電化學(xué)反應(yīng)造成的噪音；此外，他們還利用此方法獲得了峰面積與保留時間有關(guān)系，通過加入內(nèi)標(biāo)的方法直接進(jìn)行定量。雖然在柱電導(dǎo)檢測因沒有接口，而具有區(qū)帶擴(kuò)散較小，靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)，但在柱電導(dǎo)檢測的電導(dǎo)池制作相當(dāng)困難，為了使該方法更簡便實(shí)用，Huang等45，46提出了柱端電導(dǎo)檢測，此種設(shè)計(jì)使得檢測變得相對簡單。運(yùn)用這種方法可以檢測金屬離子，尤其是堿金屬離子，以及有機(jī)胺，低分子量的有機(jī)羥酸和少量的氨

28、基酸。2 電位檢測21 電位檢測原理應(yīng)用于毛細(xì)管電泳的電位檢測法，其原理是基于電極電位的Nernst公式：Ei=Eoi ±RT/ZiFlnaiEi= Eoi +SilogaiSi=±2.303RT/ZiF其中，Ei為電極電位；Si為理論響應(yīng)斜率，實(shí)際測量時為實(shí)際響應(yīng)斜率；i為所測離子的活度；在實(shí)際應(yīng)用中，涉及到樣品濃度與活度的問題，但當(dāng)維持樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的離子強(qiáng)度相同時，即可以將活度系數(shù)合并入Eoi之中，這時上述公式就可以寫成：Ei=EoiSilogci這里，ci代表所測離子的濃度。當(dāng)電泳組分區(qū)帶經(jīng)過電極表面時，將引起電位的變化，記錄其隨時間的變化曲線即可得到電泳譜

29、圖，電位檢測簡單快速，測量的線性范圍寬，但是電位檢測法的重現(xiàn)性較差，在較大分子離子的檢測上存在一定缺陷。22 電位檢測技術(shù)Virtanen47首先引入了毛細(xì)管電泳的電位檢測法，用于檢測堿金屬離子。Harber等48引入了毛細(xì)管電泳柱端離子選擇微電極電位檢測法，將制作好的微電極置于毛細(xì)管末端幾微米的位置，用于消除毛細(xì)管內(nèi)由于高壓電場引起的漂移電位和噪聲電位，此方法除了Mg2+外，對大多數(shù)的陽離子均有較好的響應(yīng)，因此Mg2+可以作為基體電解質(zhì)用于堿金屬和堿土金屬離子的分離檢測。盡管柱端電位檢測法操作簡單，但由于其受熱湍流的影響，電泳峰容易變形，且測定結(jié)果的重現(xiàn)性差；為此，Nann等49設(shè)計(jì)了一種在

30、柱電位檢測，即采用氫氟酸蝕刻分離毛細(xì)管末端的內(nèi)壁，使其成圓錐形，用于消除管內(nèi)場強(qiáng)引起的漂移電位和噪聲電位。與此同時，他們采用在柱電位檢測法，實(shí)現(xiàn)了在10m的毛細(xì)管內(nèi)無機(jī)陽離子及有機(jī)陽離子的分離檢測，且獲得了良好的重現(xiàn)性50。與分離陽離子相對應(yīng)，Hanser等51用尖端只有3m的離子選擇性微電極，在25m的毛細(xì)管內(nèi)同時分離測定了多種陰離子。3 安培檢測31 安培檢測原理當(dāng)被分離的化學(xué)物質(zhì)流經(jīng)電極表面時，由于溶質(zhì)與電極之間存在著電位差，使得具有電活性的物質(zhì)被氧化或還原，這時在溶液和電極之間就會形成電流，該電流符合法拉第定律。電流經(jīng)過放大檢測，記錄其隨時間的變化曲線即可得到毛細(xì)管電泳譜圖。目前用于毛

31、細(xì)管電泳安培檢測的電極可分為柱狀電極和盤狀電極兩類。對于柱狀電極，其尖端可看作是由平面電極和柱面電極組成，總的擴(kuò)散電流由平面電極擴(kuò)散電流iil和柱面電極擴(kuò)散電流ii2組成52。Iil由下式表示：iil=4nrFDiCi柱面電極部分可作為薄層處理，擴(kuò)散電流可表示為：ii2=5.00nFCiU1/3Di2/3r2/3（R-r）-2/3L2/3上述兩式中，n為得失電子數(shù)，R為毛細(xì)管的內(nèi)半徑，r為電極半徑，L為電極長度，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，Ci為被分析物的濃度，Di為擴(kuò)散系數(shù)，U為平均體積流速?？偟臄U(kuò)散電流應(yīng)為兩者之和，即ii=iil+ii2=4nrFDiC+5.00nFCiU1/3Di2/3r2/3（R

32、-r）-2/3L2/3而對于盤狀電極，Jin和Chen等53，54導(dǎo)出了其電流響應(yīng)公式：i=nFCU1-m1exp（-m2DA/bU）rEfLi/4（Dtm）1/2式中，U為體積流速，A為電極面積，b為電極與毛細(xì)管出口之間的距離，Li為進(jìn)樣長度，tm為遷移時間，m1和m2為常數(shù)。32 安培檢測技術(shù)在毛細(xì)管電泳的三種電化學(xué)檢測方式中，安培檢測法是三種模式中最容易實(shí)現(xiàn)，也是最普遍應(yīng)用的一種電化學(xué)檢測法。在安培檢測裝置的研究和應(yīng)用方面，人們作了大量工作，取得了很好的效果。二毛細(xì)管電泳安培檢測研究進(jìn)展當(dāng)安培檢測作為毛細(xì)管電泳的檢測器時，由于用于分離的高壓電場作用，分離電流比檢測池中測量的電化學(xué)電流高幾

33、個數(shù)量級，它的微小波動都給電化學(xué)檢測帶來非常高的噪聲水平（分離毛細(xì)管直徑大于25m），因此，如何有效的消除或降低來自分離電壓的噪聲是安培型電化學(xué)檢測器設(shè)計(jì)的一個重要方面。近來，采用連結(jié)器或柱端檢測，隔離高電壓的干擾，受到很好效果。此外，通過電極設(shè)計(jì)的改變，亦使檢測范圍有所擴(kuò)展。1 毛細(xì)管電泳安培檢測裝置的研究圍繞如何降低噪聲，提高檢測限，人們做了大量的工作，提出了許多行之有效的解決辦法5587。李關(guān)賓等58設(shè)計(jì)了一種新型安培電化學(xué)檢測器，使用Nafion溶液制作HPCE/ED接口，可有效的隔開電化學(xué)系統(tǒng)的干擾，且不引入附加體積，用直徑5m的碳纖維電極作工作電極做到了有機(jī)酚類化合物的分離與電化學(xué)

34、檢測，對苯二酚的檢出限為30amol，理論塔板數(shù)為1.1×105。許丹科等59研制了直立型安培電化學(xué)檢測器，以束狀碳纖維盤狀電極為工作電極，分離并測定了兒茶酚胺類物質(zhì)，最小檢測量達(dá)25amol，平均柱效為2.2×105。劉志明等60設(shè)計(jì)了柱端安培檢測池，使用這種安培檢測裝置，可以很容易的將工作電極與分離毛細(xì)管口對準(zhǔn)，通過對酚和兒茶酚胺測定的重視性、濃度線性和檢出限的考察，表明其精密度時可靠的，對苯二酚的檢出限是0.5mol/L。吳性良等61在射壁式檢測器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種用于CE-ED的檢測池，巧妙地利用因表面張力現(xiàn)象而留駐液滴的曲面放大作用，直接調(diào)整毛細(xì)管與電極之間的相

35、對位置無需顯微鏡、微調(diào)節(jié)器裝置，使用自制碳糊電極，對對、鄰、間苯二配件檢出奶分別為0.05、0.05、0.10mol/L，理論塔板數(shù)分別為5210、4395、4426。楊曉云等62通過一只內(nèi)徑與毛細(xì)管外徑相仿的不銹鋼針頭作分離毛細(xì)管與毛細(xì)管工作電極的導(dǎo)引管，解決了工作電極與分離毛細(xì)管的對接問題，以毛細(xì)管碳糊電極位工作電極，在內(nèi)徑為50m的毛細(xì)管上分離檢測了幾種酚類化合物，得到苯酚的檢出限為1×10-6mol/L，理論塔板數(shù)為2.2×105。另外，Niwa63等設(shè)計(jì)了一種體積不足1nL的檢測池，并用于單個神經(jīng)細(xì)胞中神經(jīng)遞質(zhì)的檢測，而其它研究工作者通過改進(jìn)電極性能提高了檢測靈敏

36、度和擴(kuò)大檢測范圍，如文獻(xiàn)64使用一種溶膠碳復(fù)合電極，進(jìn)行了多巴胺、兒茶酚、腎上腺素和去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)的分離檢測，最低檢測限小于350amol；文獻(xiàn)65通過氯化釕鐵修飾石墨電極，進(jìn)行了非電活性離子Cs+的分離檢測。由于毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測中存在著重現(xiàn)性差，分離毛細(xì)管與工作電極對接困難問題，Voegel等66設(shè)計(jì)了一種分離毛細(xì)管與工作電極合為一體的檢測技術(shù)，通過在毛細(xì)管末端濺射一層金屬薄膜使之成為工作電極，徹底解決了工作電極與分離毛細(xì)管的對接問題，并獲得了良好的重現(xiàn)性，但只適用于直徑小于25m的毛細(xì)管，其它研究工作者67，68也進(jìn)行了類似的應(yīng)用研究。隨著CE-ED研究的深入，毛細(xì)管電泳電化學(xué)

37、安培檢測裝置逐步向微機(jī)化、自動化、商品化方向發(fā)展，胡深等69自行組裝了一套毛細(xì)管電泳終柱微機(jī)化安培檢測系統(tǒng)，用微機(jī)直接控制檢測電位，并對信號進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)管電泳分離的安培法自動化檢測，分離并檢測了去甲腎上腺素、異丙腎上腺素和兒茶酚，理論塔板數(shù)分別為1.1×105、1.8×105、2.2×105，檢出限分別為30amol、50amol和21amol，結(jié)果良好，Kappes等70組裝了一臺便攜式的安培檢測系統(tǒng)，并用于氨基酸的測定。Huang等71組裝了具有紫外及安培檢測功能的毛細(xì)管電泳儀，可用于電活性物質(zhì)和非電活性物質(zhì)的同時測定。于愛民等72將電化學(xué)檢測用于毛細(xì)

38、管電泳均相在線分析，即電泳中介微分析，該技術(shù)把反應(yīng)、分離、檢測集于毛細(xì)管內(nèi)一次完成，操作簡便、快速，具有極高的檢測靈敏度。他們以LDH催化L-乳酸和NAD+反應(yīng)生成丙酮酸和NADH為基礎(chǔ)，研究了超微量LDH的毛細(xì)管電泳在線反應(yīng)EC檢測方法，并首次導(dǎo)出了該平臺寬度和高度的理論表達(dá)式。最近，毛細(xì)管電泳芯片的研究得到了長足的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)以晶體硅、玻璃、塑料、陶瓷和硅橡膠等為基體材料，借助毛細(xì)管電泳技術(shù)，將樣品進(jìn)樣、反應(yīng)、分離、檢測等過程集成到一起的多功能化的高效、快速、試樣用量少的微型實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，目前，電泳芯片主要針對人類基因組計(jì)劃，用于DNA片斷分離，DNA測序，國內(nèi)金亞等72已作過綜述報(bào)道。電

39、化學(xué)檢測由于具有較高的檢測靈敏度，加上超微電極的廣泛使用，使得芯片與電化學(xué)檢測器聯(lián)用后，可望得到一個靈敏且真正集成化和微型化的裝置，文獻(xiàn)7377進(jìn)行了毛細(xì)管電泳芯片安培檢測的有關(guān)研究，其中Wooley等73在芯片上集成了三電極體系的電化學(xué)檢測系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)中10m的鉑工作電極用濺射的方法制作在分離管道出口一端附近，處于突然擴(kuò)大的檢測池中，用此裝置對500g/L的DNA限制酶消化片段進(jìn)行了分離檢測。近年來，圍繞如何有效的提高檢測信號的信噪比，CE的研究者們除對儀器做進(jìn)一步改進(jìn)外，還使用其它的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，如小波變換及傅立葉變換技術(shù)91，92，對檢測信號進(jìn)行濾噪處理，從而達(dá)到提高信噪比，降低檢測限的目

40、的。2 毛細(xì)管電泳安培檢測中電極的設(shè)計(jì)與改進(jìn)由于在毛細(xì)管電泳安培檢測中，常用碳基電極或金屬電極作為檢測電極，而在此類電極上具有電活性的物質(zhì)相對較少，要想進(jìn)一步擴(kuò)大安培檢測的應(yīng)用性和檢測范圍，就需要對電極的性能做進(jìn)一步的改進(jìn)，一般采用電極修飾的方法。化學(xué)修飾電極是通過化學(xué)修飾的方法在電極表面連接上所選擇的化學(xué)功能團(tuán)，賦予電極某種特定的性質(zhì)，以便高選擇性的進(jìn)行所選擇的反應(yīng)，可有效的提高檢測靈敏度。目前用于毛細(xì)管安培檢測中的修飾電極主要有以下幾種：21 Hg修飾微電極1993年OShea等93在CE系統(tǒng)中首次采用Hg修飾Au電極，分析了鼠腦組織中的谷胱甘肽，以pH5.5，10mmol/L的2-（N-

41、嗎啉）-乙基磺酸為緩沖溶液，在0.15V（vs Ag/AgCl）電位下，谷胱甘肽的檢測限為0.53fmol/L（21nmol/L），20次進(jìn)樣的檢測結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1%；Hg修飾微電極已用于人的血液、血漿和尿液中半胱氨酸以及血液和紅血球中半胱甘肽的毛細(xì)管電泳安培檢測94，95；由于Hg修飾微電極可與巰基化合物發(fā)生如下反應(yīng)：Hg+2RSH Hg（SR）2+2H+從而為一些重要的巰基類生物分子的毛細(xì)管電泳安培檢測提供了極為靈敏的檢測手段。由于Hg膜表面能接受更高濃度的還原離子，測定時表面性質(zhì)不發(fā)生顯著變化，與一般金屬電極相比，檢測效果更好。另外，Hg膜電極還具有比鉑、金、銀、碳纖維更負(fù)的工作電位

42、，表面易更新，因此，還適用于金屬離子的毛細(xì)管電泳安培檢測。Hg修飾微電極的制備方法主要有兩種：一種是將Au絲先后三次浸入經(jīng)蒸餾純化的汞中，15秒便可獲得Hg膜；另一種是在0.13mmol/L Hg2+溶液中電沉積Hg。前者較為簡便，后者則則利于電極的現(xiàn)場制備和更新。22 化學(xué)修飾碳糊微電極OShea96成功的將鈷酞菁修飾碳糊電極和葡萄糖氧化酶、1，1-二甲基二茂鐵修飾碳糊電極應(yīng)用于毛細(xì)管電泳安培檢測。前者對硫醇基半谷胱甘肽和谷胱甘肽的檢出限分別達(dá)到31和300nmol/L，這種電極還可用于肼、巰基鳥嘌呤和抗壞血酸的分析。經(jīng)葡萄糖氧化酶修飾的碳糊電極可用于葡萄糖的分離檢測。兩種電極均表現(xiàn)出良好的

43、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。Zhou Jianxun等97還研制出了氨基酸修飾碳糊電極，該電極對脯氨酸、苯胺、甘氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和絲氨酸的檢測限分別為0.35、1.1、5.6、10、2.3、4.4mol/L，與間接熒光檢測技術(shù)接近。一些氧化物修飾碳糊電極也可用于安培檢測，Huang Xinjian等98利用CuO修飾碳糊電極，分離檢測了丙三醇、甘露醇、半乳糖、阿茂糖、木糖、半乳糖醛酸等，檢出限12mol/L。此類電極具有很好的電催化性能，不僅可降低被測物質(zhì)的過電位，擴(kuò)大被測物質(zhì)的種類，而且可較大程度的提高靈敏度，并且有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。電極修飾方法比較簡單，將一定比例的修飾物和碳粉及適當(dāng)溶劑混合

44、調(diào)制即可獲得。23 微金屬顆粒修飾微電極金屬微粒修飾電極制作方便，比表面積大，選擇范圍廣。Colon99報(bào)道了銅修飾碳纖維電極的制作方法及其在安培檢測中的應(yīng)用。汪爾康等100，101報(bào)道了Pt、Pd微粒修飾碳纖維電極用于安培檢測的技術(shù)，Pt微粒修飾微電極的制備方法為：將碳纖維電極置于2.5mmol/LK2PtCl2-4、0.1mmol/LK2SO4溶液中，在0.3至1.3V（vs Ag/AgCl）漸進(jìn)行循環(huán)掃描，PtCl4在碳纖維表面吸附氧的作用下，轉(zhuǎn)化為Pt（IV）的配合物，再將電極放入0.1mmol/LH2SO4中，在-0.2至1.45V間掃描，Pt（IV）的配合物還原為微細(xì)的Pt顆粒。采

45、用類似的方法可制得Pd微粒修飾碳纖維電極。經(jīng)Pt修飾后的碳纖維電極對肼有很好的催化活性，氧化電流大大提高，可用于硫酸肼、1，2-二甲基肼的分析；經(jīng)Pd修飾后的碳纖維電極，可用于羥胺的分析。24 表面分子膜修飾微電極Zhou Jianxun等102采用電沉積方法，在直徑33m的碳纖維表面修飾一層Ru（CN）薄膜，此修飾電極對硫基谷胱甘肽、胱氨酸和高胱氨酸有強(qiáng)而穩(wěn)定的電化學(xué)響應(yīng)，3種物質(zhì)的檢測限分別為2.5、1.3、1.1 fmol，已用于腎結(jié)石病人的尿樣分析。Pingang 等103運(yùn)用自組裝膜技術(shù)，在金微電極表面形成一層環(huán)糊精衍生物單分子膜，用于脫氫膽酸、烏索脫氧膽酸的分析，取得良好的效果。金

46、文睿等104利用吸附法，在Au電極表面修飾一層L-胱氨酸分子，用于毛細(xì)管電泳，測定了豬肝中的細(xì)胞色素。在毛細(xì)管電泳安培檢測中，為擴(kuò)大檢測范圍和提高靈敏度，人們除了在電極的改造及選擇方面做了大量工作以外，還就電極的安置技術(shù)做了研究，主要的工作集中在檢測電極和分離毛細(xì)管的一體化設(shè)計(jì)方面，有關(guān)這方面工作的詳細(xì)進(jìn)展，可參看安培檢測裝置部分。3 毛細(xì)管電泳安培檢測中相關(guān)理論研究盡管電化學(xué)安培檢測系統(tǒng)在毛細(xì)管電泳中得到了廣泛的應(yīng)用，但有關(guān)電化學(xué)安培檢測的理論研究并不多見，其中傅崇崗等105從理論上分析了影響毛細(xì)管電泳柱端盤狀電極安培檢測區(qū)帶展寬的諸因素，給出了區(qū)帶展寬的模擬公式：2cal=2Dtm+（d/

47、Dt）2（1/n）2（IV/4）+2appV2injt2inj/12 l2+v2/2r4式中和分別為組分的擴(kuò)散系數(shù)和進(jìn)樣時的表現(xiàn)電泳淌度，D和app分別為電泳液的粘度和熱導(dǎo)系數(shù)，和分別為組分的遷移時間和進(jìn)樣時間，V和Vinj分別為分離電壓和進(jìn)樣電壓，I為電泳電流，T為電泳液的溫度。通過實(shí)驗(yàn)考察了進(jìn)樣量、分離電壓、檢測器死體積對區(qū)帶展寬的影響并并驗(yàn)證了模擬公式。Jin等106測定了毛細(xì)管區(qū)帶電泳電化學(xué)安培檢測中的庫侖效率和穩(wěn)態(tài)電流Is，分別表示為：=1-m1exp（-m2DA/Vb）Is=nFcV1-m1exp（-m2DA/Vb）式中D（cm2s-1）表示所測物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)，A（cm2）表示電極

48、面積，V（cm3s-1）表示平均體積速度，b（cm）表示電極與分離毛細(xì)管出口之間的距離，c（mol cm-3）表示被測物質(zhì)的濃度，n和F是常數(shù)，m1和m2由實(shí)驗(yàn)測定，兩個方程都得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。李關(guān)賓等107推導(dǎo)了高效毛細(xì)管電泳碳柱電極電化學(xué)安培檢測的檢測電流表達(dá)式，并以自制毛細(xì)管電泳/電化學(xué)檢測系統(tǒng)對其進(jìn)行了驗(yàn)證，對給定直徑的工作電極，檢測電流正比于碳柱工作電極插入檢測毛細(xì)管長度的2/3次方，也正比于液體電滲平均體積流速的1/3次方。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與公式吻合很好，說明了檢測電流表達(dá)式的正確性。以上的理論研究成果對電化學(xué)安培檢測裝置的設(shè)計(jì)及優(yōu)化檢測方法具有重要的指導(dǎo)意義。第三節(jié)毛細(xì)管電泳安培檢測技術(shù)的

49、應(yīng)用毛細(xì)管電泳的分離效率高，速度快，樣品用量少，在生命科學(xué)、藥物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，從小的無機(jī)離子到生物大分子，從荷電粒子到中性分子均能用毛細(xì)管電泳技術(shù)進(jìn)行分離分析。尤其是對樣品珍貴，取樣極少的生物大分子，毛細(xì)管電泳技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。毛細(xì)管電泳的檢測方式有紫外、熒光、安培檢測等，與其它檢測方式相比，安培檢測靈敏度高，價格便宜，對一些紫外吸收小，而又沒有熒光發(fā)色團(tuán)的物質(zhì)來說，電化學(xué)安培檢測有著獨(dú)特的優(yōu)勢，毛細(xì)管電泳安培檢測已成為一項(xiàng)很有前途的新技術(shù)，有關(guān)毛細(xì)管電泳-安培檢測的研究已有不少，其應(yīng)用范圍涉及到社會生活的各個方面，在這里，我們對毛細(xì)管電泳安培檢測技術(shù)的應(yīng)用

50、做一綜述。一氨基酸的分離分析作為組成生命的最小單元，十多年來，氨基酸一直是CE-ED普遍研究的領(lǐng)域之一。由于氨基酸不易在普通的碳電極上進(jìn)行氧化還原，通常被認(rèn)為是非電活性的，但膈氨酸和色氨酸由于它們在碳電極上或其他電極上可以被氧化是例外。盡管如此，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^間接檢測，或通過電活性衍生直接檢測，或者通過被檢測物質(zhì)在金屬電極上的催化氧化進(jìn)行直接檢測。文獻(xiàn)108113分離測定了氨基酸。其中葉建農(nóng)等108用自制的毛細(xì)管電泳一電化學(xué)安培檢測裝置，在中性磷酸體系緩沖溶液中，對四種羥胺和巰基類化合物的混合物進(jìn)行了分離和測定，檢測下限羥胺類化合物為5.0×10-6mol/L，巰基類化合物為1.0

51、×10-5mol/L，并對實(shí)際尿樣中的半胱氨酸進(jìn)行了檢測。Ye等109還首次將平行和串列二電極用于毛細(xì)管電泳安培檢測，并將之應(yīng)用于糖類和氨基酸的分離測定，在平行二電極安培檢測系統(tǒng)中，兩個直徑為100m的銅圓盤電極肩并肩作為工作電極連續(xù)測定了糖類和氨基酸。在串列二電極安培檢測系統(tǒng)中，兩個工作電極以盤-環(huán)的形式串列在一起用于半胱氨酸、胱氨酸的連續(xù)測定，其中盤電極作為上行電極，鈷鈦菁碳糊修飾環(huán)電極作為下行電極。朱珠等110用萘-2，3-二羥醛將氨基酸衍生為電活性物質(zhì)，用碳纖維電極分離測定了谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、-氨基丁酸，檢出限分別為2.5×10-7mol/L、2.5×

52、;10-7mol/L、5×10-8mol/L、2.5×10-7mol/L。Labuda111等研究了金屬氧化物碳糊修飾電極對氨基酸的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)CuO就NiO是最有效的電催化劑，并用25%的CuO碳糊修飾電極進(jìn)行了氨基酸的分離測定。二核酸的分離分析核酸含有生物遺傳信息，是一類重要的生物分子，人類基因工程研究，導(dǎo)致了核酸分析的迅速發(fā)展，而毛細(xì)管電泳由于具有高分辨率高靈敏分析生物大分子的特點(diǎn)，很快用于核酸的分析。文獻(xiàn)114120等分離測定了核酸。其中Hua等114用直徑為200m的銅圓盤電極，在強(qiáng)堿性緩沖溶液體系中建立了腺嘌呤、鳥嘌呤、黃嘌呤、脲酸、腺苷、鳥苷的分離測定方法，檢測

53、限均小于9fmol/L，并將之應(yīng)用于人血漿樣品中此類化合物的分離分析測定。許丹科等115用微型碳糊電極分離檢測了煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，在Ph7.5的磷酸鹽緩沖體系中，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性范圍為1.0100mol/L，最低檢測濃度為0.60mol/L。此外，Xu等116還以碳纖維電極為工作電極，使用直立型安培檢測器實(shí)現(xiàn)了腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤和脲酸的分離檢測，并將之應(yīng)用到了鮭魚精DNA和人血漿中此類物質(zhì)的測定，獲得較好的結(jié)果。宋立楠等117研究了稀土金屬離子對腺嘌呤單核苷酸的水解作用，取得了滿意的結(jié)果，也為人工合成具有水解核酸作用的金屬酶，提供了一種有效的分析方法。三蛋白質(zhì)的分離分析Ji

54、n等122用碳纖維工作電極在0.025M KH2PO4-0.02M NaOH的緩沖體系中測定了牛血清白蛋白，檢測限為0.7fmol并將之成功的應(yīng)用于牛血清中白蛋白的檢測。此外，他們還測定了人尿中的肌紅蛋白123。Li等124使用一種新的陽離子表面活性劑三甲基溴化銨以銅電極為工作電極測定了氨基酸、肽及蛋白質(zhì)，其中對兩種蛋白質(zhì)蘋果酸脫氫酶和葡萄糖氧化酶的檢出限分別達(dá)到了1.8×10-19mol/L 和1.8×10-18mol/L。四對映體分離分析對映體或手性分子，是組成相同，結(jié)構(gòu)上互成鏡像的一對分子，構(gòu)像上的差異，導(dǎo)致對映體分子具有不同的生物物理效應(yīng)。組成相同，化學(xué)性質(zhì)相近的對

55、映體分子的分離時對分析化學(xué)的一大挑戰(zhàn)，要求分離技術(shù)具有高靈敏度、高選擇性及高分辨效率。方曉明等125首次用毛細(xì)管電泳安培電化學(xué)檢測法在堿性介質(zhì)中添加-環(huán)糊精（-CD），以220m銅圓盤電極為工作電極，對外消旋氯霉素前體（蘇式-2-氨基-1-對硝基苯基-1，3-丙二醇）進(jìn)行了拆分研究，同時對其拆分機(jī)制進(jìn)行了探討。此外Fang等126還以銅圓盤電極為工作電極，使用-CD作手性分離劑，分離了兩種氨基酸衍生物對映體。五糖類化合物的分離分析對糖類的分析是生物分析領(lǐng)域中的又一挑戰(zhàn)性課題。糖類作為一組重要的的化合物，由于沒有明顯的生色基團(tuán)或熒光基團(tuán)，要用毛細(xì)管紫外檢測或熒光檢測對其進(jìn)行分離分析就顯得非常困難

56、；而金屬電極毛細(xì)管電泳安培檢測的開發(fā)和應(yīng)用，使得它們可以在較低的電位下直接被氧化，從而達(dá)到目的。由于糖類在碳電極上不呈現(xiàn)電活性，因此，對此類物質(zhì)的分析一般都選用如金、銅、鉑和鎳等金屬作為電極材料，這些金屬基質(zhì)電極的共同特征是他們只有在強(qiáng)堿性溶液中才會對糖類表現(xiàn)出良好的響應(yīng)。文獻(xiàn)127132等分離測定了糖類化合物。其中Fermier等127用Ni微電極做工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，在pH>11的堿性條件下，實(shí)現(xiàn)了糖類的分離與檢測，并將之應(yīng)用于尿及酒類飲料中糖的測定。而Goto等128則用銅圓盤電極作工作電極，在強(qiáng)堿性條件下分離并檢測了糖類化合物，當(dāng)加入陽離子表面活性劑十六烷基三

57、甲基氯化氨后，其氧化峰電流比未加時提高兩倍，檢出限達(dá)到了2.5fmol。朱叔韜等129以直徑為200m的銅電極為工作電極，采用直立式安培電化學(xué)檢測裝置分離和測定了巖藻糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和果糖，實(shí)驗(yàn)中以戊五醇為內(nèi)標(biāo)，最低檢測限平均為1.6×10-6mol/L，檢測單糖的重現(xiàn)性在5%以內(nèi)，將之應(yīng)用于人血漿中葡萄糖的測定，測得濃度為4.4mmol/L。葉建農(nóng)等用直徑為300m的銅電極為工作電極，除對兩種蜂蜜樣品中的蔗糖、葡萄糖和果糖進(jìn)行了測定130以外，還對蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定方法進(jìn)行了研究131，直接測定了蔗糖及其水解產(chǎn)物的濃度隨時間變化的規(guī)律，在HCl催

58、化下，對不同溫度時蔗糖的水解反應(yīng)速率常數(shù)進(jìn)行了測定，并求得反應(yīng)活化能Ea為109.8kJ/mol。許丹科等132還以麥芽寡糖為研究對象，研究了離子流體動力學(xué)半徑在分離中的作用和規(guī)律，提出了麥芽寡糖的遷移時間淌度與其所含糖基數(shù)目的線性關(guān)系，并在不同體系與操作電壓下得到了驗(yàn)證，同時也為利用毛細(xì)管電泳技術(shù)估算麥芽寡糖所含糖基數(shù)提供了簡易途徑。六中藥有效成分的分離分析隨著毛細(xì)管電泳安培檢測的進(jìn)一步發(fā)展，其在中藥有效成分的分析中也得到了應(yīng)用，安培檢測可有效的檢測到那些具有電活性基團(tuán)的物質(zhì)如多糖及其甙類，黃酮類及有機(jī)酸類物質(zhì)，文獻(xiàn)133142用毛細(xì)管電泳安培檢測法分離測定了中藥及其制劑中的有效成分，取得了很好的效果。Lin Hua等133以凝膠碳復(fù)合電極為工作電極，以+0.8V為檢測電位，在pH值為7.5的磷酸鹽緩沖溶液中，分離測定了四種山柰酚及其衍生物，其中山柰酚的檢測限達(dá)到了4.8M，并測定了實(shí)際樣品中此四種物質(zhì)的含量。Gang Chen等134用直徑為300m的碳圓盤電極為工作電極，在pH為9.0的硼酸鹽緩沖溶液中，分離測定了中藥葛根中的三種黃酮類化合物葛根黃素，大豆黃素和蘆丁，此三種物質(zhì)在12分內(nèi)得到了良好的分離，檢測限在0.2