電流變效應及其在毛細管電泳中的應用

首次將電流變(ER) 學引入毛細管電泳(CE) , 提出了電致固化篩分劑的概念,探討了ER 流體在CE 中的潛在應用. 結(jié)果表明, ER 流體由于其獨特的電2粘2剪切、電學特性和空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 可形成電致固化篩分的新型CE 分離模式毛細管電泳(CE) 是當前科學界公認的分離檢測生物分子的最重要的工具之一, 特別是已被列為當前人類基因組計劃首選的分離DNA 片斷的方法[ 1 ]. 而毛細管凝膠電泳(CGE) 是目前分離DNA 片斷最有效的分離模式. CGE 柱通常采用將聚丙烯酰胺共價鍵合到帶有偶聯(lián)劑的毛細管內(nèi)壁, 但柱的制作過程費時, 易產(chǎn)生氣泡, 且柱的壽命短. 毛細管無膠篩分電泳(N GS) 基本克服了上述缺點, 但其篩分劑本身隨緩沖溶液流動, 抗對流能力差, 分離效果不及CGE[ 2, 3 ]. 要兼顧N GS 和CGE 分離DNA 的優(yōu)點, 有必要發(fā)展CE 的新型分離模式. DNA 在N GS 和CGE 中的遷移規(guī)律均符合電泳力學遷移模型[ 4 ] , 可見它們在分離機理上并沒有顯著差別. 如果先將可流動的粘度較低的篩分介質(zhì)均勻地引入毛細管, 隨后以瞬間電致固化代替較費時的化學鍵合固化, 待分離完成后, 又使之在瞬間變?yōu)榭闪鲃拥暮Y分介質(zhì)而被沖出毛細管,這將在無需制作CGE 柱的情況下, 達到CGE 的分離效果, 并保證其再現(xiàn)性. 電流變學[ 5 ]的研究成果為實現(xiàn)上述設想提供了一條新奇的思路. 電流變效應(Elect ro rheo logical effect 簡稱ER ) 是指某種特殊的流體在電場作用下, 其流變性發(fā)生顯著變化的一種效應. 啟示我們將ER應用于CE 的主要因素是: 1) ER 流體的分散相幾乎完全是分離填料; 2) 已實現(xiàn)了毛細管徑向電場控制電滲流[ 6 ]和矩形截面毛細管電泳[ 7 ]; 3) 非水溶劑可以作為毛細管電泳的分離介質(zhì)[ 8 ].這些研究成果為實現(xiàn)ER 在CE 的應用打下了基礎. 在作者探討電流變效應在毛細管電泳中應用的可能性以前, ER 與CE 的結(jié)合國內(nèi)外未見任何報道[ 9 ].