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1、第2 6 卷增刊 2 0 0 7 年1 0 月 分析试验室 C h i n e s eJ o u m a lo fA n a l y s i sI 山r a t o r y V 0 1 2 6 S u p p l 2 0 ( 一1 0 毛细管电泳在线富集技术及其应用 冯海燕1 2 ，侯书荣1 ，郑娜1 ，李向军“，袁倬斌 ( 1 中国科学院研究生院化学与化学工程学院，北京1 0 0 0 4 9 ；2 石家庄学院，石家庄0 5 0 0 3 5 ) 毛细管电泳( c a p i t t a r yE l e e t r o p h o r e s i s ，C E ) 因其 高分辨率、高速度、样品
2、用量少和环境友好等特 点，1 3 益受到不同领域科学家的重视和肯定。但 其备受关注的一个问题就是毛细管电泳检测的灵 敏度较低，比高效液相色谱低几个数量级，也正 是此不足极大地限制了毛细管电泳在痕量组分分 析中的应用和发展。针对引起毛细管电泳高检出 限的原因，人们提出了相应的改进措施，设计出 特殊形状的检测池以增加检测光程n 。 ，采用灵 敏度更高的激光诱导荧光检测器代替通用的紫外 检测器 4 。J ，灵敏度在一定程度上得到了提高，但 这些方法要么以高昂的价格作为代价，要么需要 对商品化的仪器进行改造。在线( 或在柱) 富集技 术是通过对样品、背景缓冲溶液的组成以及进样 程序进行简单的调控而实现
3、低浓度高检测信号的 一种技术聃j ，因其简单、通用性广等优点，在法庭 科学、环境监控等众多领域具备了广阔的应用空 间。本文以3 种极具潜力的在线富集技术为代表， 概述其原理及其应用进展。 1 推扫法( W w e e p i n g ) 该方法用在胶束毛细管电泳中，最早见于 S c i e n c e 杂志上Q u i r i l l o 和T e r a b 的文章一 ，富集因 子高达5 0 0 0 ，其适用范围广泛，既可用于疏水性 中性物质的富集，也可用于荷电物质的富集，只 要待测物和胶束之间存在相互作用力即可。具体 原理如下：毛细管中充满含有荷负电胶束( 如： S O S ) 的缓冲液，
4、样品从阳极端上样。负电胶束在 电场作用下向阳极迁移，穿过阳极端的样品区带 并与待测物发生相互作用，样品因在胶束相中分 配而产生浓缩，形象地说，胶束就像扫帚把散落 在房间中的样品谷粒收集起来。 该方法富集效果的大小主要取决于待测物在 胶束相中的分配作用，分配系数越大，二者的亲 和作用越强，富集效果就越明显，反之，富集效果 越差。除此之外，缓冲液的浓度、p H 、胶束浓度及 分离过程中所施加的电压等实验条件也会影响富 集程度的大小。赵燕燕等采用胶束在线推扫毛细 管电泳技术测定了血浆 1 叫和市售猪肉 1 1 1 中几种痕 量喹诺酮药物的含量，扩展了毛细管电泳在痕量 药物分析领域的应用。S D S
5、是推扫富集技术中经 常使用的阴离子表面活性剂，以S D S 为胶束，成 功富集了成瘾者头发中的四种滥用药物，检出限 达到皮克级，测定结果得到L C M S 的验证m j 。 K e n t a r ol s o ( n 1 等以用乙二胺四乙酸( E 肌) 作为络 合试剂，借助该项技术分析了工厂用水中的痕量 金属离子，某些金属离子的检测灵敏度提高了 5 0 0 0 0 1 4 0 0 0 0 倍，最低检测限在2 4 2 5 2 1 0 。1M 之间。 2 酸坝法( A c i db a r r a g e ) 该方法用在毛细管区带电泳中，用来富集两 性物质( 如：氨基酸、蛋白质等) 和弱酸性物质
6、。在 大体积样品引入毛细管中以后，压入一定的酸即 可实现小浓度弱酸性样品的压缩富集。样品溶解 在水中或碱性溶液中，主要以阴离子形式存在。 其聚焦原理与p H 调制堆积法 1 4 m 1 类似，利用酸碱 滴定使样品的荷电量发生改变，在酸、样界面处 样品电泳速率突然减小而产生富集f 1 6 1 ；所不同 的是，在该方法中样品采用压力进样，这就避免 了电动进样带来的进样歧视，另外，在样品之后 压人的酸既可以是强酸，也可以是弱酸，而在p H 调制堆积法中多使用强酸。 Y a n l iH a n 等用在线酸坝富集毛细管电泳技术 分析了生物样品中四种衍生氨基酸的含量n 刮，检 测限从常规方法的1 0 出
7、I 降低到0 0 l 弘M ，灵敏度 I t 基金项目：国家自然科学基金分析化学重点基金( 2 0 2 3 5 0 1 0 ) 、国际合作基金( 2 0 6 1 1 1 4 0 6 4 6 ) 及中国科学院长春应用化 学研究所电分析化学国家重点实验室基金、中科院研究生院院长基金项目资助 3 8 2 - - 第2 6 卷增刊 2 0 0 7 年l O 月 分析试验室 C h i r l e s eJ o u r n a lo fA n a l y s i sL a b o r a t o r y V 0 1 2 6 S u p # 2 0 0 7 1 0 提高了1 0 0 0 倍；对影响富集的关
8、键性实验条件酸 溶液的p H 、进酸进样比例等进行了优化，成功应 用于血浆、唾液和脑微透析液中氨基酸的测定。 3 瞬间移动化学界面法( t M C 砒；M ) 僦c R B M 是在线富集的新方测1 8 1 9 】，全称为 t r a n s i e n tm o v i n gc h e m i c a li P 2 t c t i o nk u n d 唧m e t h o d ，适 用于蛋白质、多肽、氨基酸和弱酸性、弱碱性物质 的富集，同前述两种方法一样，具有良好的抗盐 能力，对血液、海水等高盐样品无需脱盐可直接 分析。t M C R B M 富集的机制依赖于电迁移反应产生 的界面来压缩
9、样品，是非静态( n o n - s t e a d y - s t a t e ) 的 等电聚焦电泳，分析物以阳离子的形式被浓缩， 沿瞬时存在的酸碱中和界面向阴极移动，其详细 的富集机理可参考文献旧瑚 。 C a o 等借助t M C R B M 技术，研究了高盐介质中 I 广苯丙氨酸和【广色氨酸的分离富集情况，该富集 模式明显提高了分析物的分离效率、峰高和分辨 率，富集因子达2 0 0 倍以上 1 8 1 9 。电泳缓冲溶液和 样品缓冲溶液p H 的差异形成了化学反应界面，两 种缓冲溶液p H 的选择以及反应界面的移动速率 都将影响富集程度的大小，C a n 课题组从理论上对 这些条件进行
10、了定量预测 2 1 l 。洛伐他汀是一种治 疗高血脂的药物，H 等运用该项技术成功测定了 尿液中该药的含量，检测限为8 8n 1 L 。 4 结语 毛细管电泳在线富集技术因其操作简单、成 本低廉、富集倍数高等优点，得到迅速发展，广泛 应用于化学分析、环境分析和药物分析等方面。 不同富集技术，富集倍数有所差异，将不同富集 技术有机的组合在一起汹瑙 ，会大大提高检测的 灵敏度，进一步扩展毛细管电泳在痕量分析和研 究中的应用前景。 O n - l i n ep r e c o n c e n t r a t l o nt e c h n i q u ei nc a p i l l a r ye l
11、e m o p h o r e s i sa n di t sa p p f i c a f i o n F E N GH a i - y a n l 2 ，H O US h u - r o n 9 1 ，Z H E N GN a l ，1 JX i a , g - j m a n dY U A NZ h u o - b i n ( 1 C o l l e g eo fC h e m i s t r y a n dC h e m i c a lE n g h a e e l 4 n g ，t h eG r a d u a t eU n i v e r s i t yo ft h eC h i
12、n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，B e i j i n g1 0 0 0 4 9 ；2 S h _ i j i - a z h u a n gU n i v e r s i t y ，S h i j i a z h u a n g0 5 0 0 3 5 ) A b s t r a c t ：I nr e c e n ty e a r s ，s a m p l ep r e t r e a t m e n tt e c h n i q u eh a sb e e na d o p tf o re n h a n c i n gt h ed e t
13、e c t i o ns e n s i t i v i t yo f c a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i sa n a l y s i s T h i sp a p e rf o c u s e do nb a s i cp r i n c i p l eo ft h r e ep r e c o n c e n t r a f i o nm e t h o d sa n dt h e i r 印一 p l i c a t i o n K e y w o r d s ：O n - l i n ep r e c o n c e n t m t i o n ；C a p i 岫e l e c t r o p h o r e s i s ；S w e e p i n g ；A c i db a r r a g e ；T r a n s i e n tm o , 4 n gc h e m i c a l r e a c t i o nb 叫咖m e t h o d - 3 8 3 -
