芯片二維電泳分離

芯片毛細管電泳應用的成功促進了高速高效的芯片二維電泳技術的發展。對于多組分的復雜蛋白質樣品，采用傳統的一維分離方法通常無法滿足要求，需要采用二維分離技術來提高分離效率，增加峰容量。與傳統的毛細管電泳系統相比，在芯片上進行二維電泳分離，可以通過設計芯片通道結構實現通道的直接交叉或連通，而無需制作復雜的二維毛細管電泳接口，從而避免了因在接口處存在死體積而導致的譜帶擴展現象。

在芯片二維電泳分離蛋白質的研究中，第一維分離模式多采用等電聚焦模式。Chen等制作了二維毛細管電泳PDMS芯片，利用第一維的等電聚焦和第二維的凝膠電泳對熒光標記的牛血清白蛋白和碳酸酐酶以及德科薩斯紅標記的卵清蛋白進行分離分析。Li等設計了等電聚焦和凝膠電泳聯用的二維分離高聚物心4t-片。蛋白質樣品在完成第一維的等電聚焦分離后，可在多個并行的通道內完成第二維的凝膠電泳分離。整個分離過程在10 min內完成，峰容量達到1 700。Herr等：”1研制r采用十字通道構型的等電聚焦一自由區帶電泳二維芯片系統，芯片通道寬200斗m，深20斗m，待測樣品在橫向通道中進行等電聚焦分離，分離后的樣品區帶在電場驅動下進入縱向區帶電泳通道中進行第二維分離。系統采用熒光顯微鏡成像的方法對分離性能進行了評價，5 min內分離的峰容量達到1 300。Wang等通過在PDMS芯片中制作微閥來防止一維等電聚焦和二維凝膠電泳系統之間的分離緩沖液相混合，在20 rain內有效分離了4種標準蛋白質。也有報道在PMMA芯片上進行SDS凝膠電泳和膠束電動毛細管電泳相結合的蛋白質二維電泳分離。該系統在12 min內完成10種蛋白質的分離，峰容量約為l 000。

此外，還有一類基于芯片的二維分離系統主要應用于蛋白質酶解物的分離分析。通常第一維分離采用膠束電動毛細管電泳或毛細管電色譜模式，第二維分離采用區帶電泳模式2000年，Ramsey課題組。“1首次在玻璃芯片上建立了膠束電動毛細管電泳(第一維)與區帶電泳(第二維)結合的二維分離系統，并應用于細胞色素C、核糖核酸酶、d哥L白蛋白等的胰蛋白酶降解產物分離。其后，該課題組對系統進行了改進，加長了第一維電泳通道的長度，并采用細徑轉角通道來降低擴散，在約15 min內分離了牛血清白蛋白酶解物，峰容量達到4 200。2001年，他們還研制了開管電色譜和區帶電泳相結合的芯片二維電泳系統，其電色譜分離部分采用長25 cm的具有十八烷基三甲氧基硅烷涂層的環狀通道，區帶電泳部分則采用長1．2 am的直形通道，在13 min內實現了屆一酪蛋白胰蛋白酶解產物的分離。

相對于一維分離芯片，二維芯片分離系統具有很高的分離效率和峰容量，預計會在復雜蛋白質樣品的分離上發揮更大的作用。