电流变效应及其在毛细管电泳中的应用

首次将电流变(ER) 学引入毛细管电泳(CE) , 提出了电致固化筛分剂的概念,探讨了ER 流体在CE 中的潜在应用. 结果表明, ER 流体由于其独特的电2粘2剪切、电学特性和空间网状结构, 可形成电致固化筛分的新型CE 分离模式毛细管电泳(CE) 是当前科学界公认的分离检测生物分子的最重要的工具之一, 特别是已被列为当前人类基因组计划首选的分离DNA 片断的方法[ 1 ]. 而毛细管凝胶电泳(CGE) 是目前分离DNA 片断最有效的分离模式. CGE 柱通常采用将聚丙烯酰胺共价键合到带有偶联剂的毛细管内壁, 但柱的制作过程费时, 易产生气泡, 且柱的寿命短. 毛细管无胶筛分电泳(N GS) 基本克服了上述缺点, 但其筛分剂本身随缓冲溶液流动, 抗对流能力差, 分离效果不及CGE[ 2, 3 ]. 要兼顾N GS 和CGE 分离DNA 的优点, 有必要发展CE 的新型分离模式. DNA 在N GS 和CGE 中的迁移规律均符合电泳力学迁移模型[ 4 ] , 可见它们在分离机理上并没有显著差别. 如果先将可流动的粘度较低的筛分介质均匀地引入毛细管, 随后以瞬间电致固化代替较费时的化学键合固化, 待分离完成后, 又使之在瞬间变为可流动的筛分介质而被冲出毛细管,这将在无需制作CGE 柱的情况下, 达到CGE 的分离效果, 并保证其再现性. 电流变学[ 5 ]的研究成果为实现上述设想提供了一条新奇的思路. 电流变效应(Elect ro rheo logical effect 简称ER ) 是指某种特殊的流体在电场作用下, 其流变性发生显著变化的一种效应. 启示我们将ER应用于CE 的主要因素是: 1) ER 流体的分散相几乎完全是分离填料; 2) 已实现了毛细管径向电场控制电渗流[ 6 ]和矩形截面毛细管电泳[ 7 ]; 3) 非水溶剂可以作为毛细管电泳的分离介质[ 8 ].这些研究成果为实现ER 在CE 的应用打下了基础. 在作者探讨电流变效应在毛细管电泳中应用的可能性以前, ER 与CE 的结合国内外未见任何报道[ 9 ].