摘要： 來自美國肯特州立大學（Kent State University）的研究人員發現了一種新型電泳技術：向列液晶（nematic liquid crystal）電泳技術，這一技術未來也許將為生命科學領域提供新穎的分離技術，這一研究成果公布在Nature雜志上。
電泳技術是指帶粒子在電場中向與自身帶相反電荷的電極移動的現象。在生命科學領域，常利用電泳技術在惰性支持介質（如紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等）中，于電場的作用下，向其對應的電極方向按各自的速度進行泳動，使組分分離成狹窄的區帶，從而用適宜的檢測方法記錄其電泳區帶圖譜或計算其百分含量的方法。
早在20試劑30年代，諾貝爾獎獲得者、瑞士化學家Arne Tiselius教授就利用電泳現象發明了最早期的界面電泳，用于蛋白質分離的研究，從而開創了電泳技術的新紀元，此后，各種電泳技術及儀器相繼問世，在生物化學實驗技術中占據了重要地位。
在最新的這篇文章中，研究人員發現了一種液晶電泳技術，這種新方法利用一種各向異性流體作為載體，它是一種“向列（線性）液晶”，能讓帶電粒子和不帶電粒子以完美的對稱性在交流或直流電場中運動，采用交流電場在一些應用中有實際優勢。這種新型電泳是粒子周圍液晶趨向的改變引起的，而不是由粒子本身上發生的一種效應引起的。
向列液晶（nematic liquid crystal）是一種透明或者半透明的液體，它能使通過液體的光波發生偏振，以改變這些光波的路徑。這種偏振的范圍取決于外加的電場強度。向列來自希臘詞頭nemato，它的意思是絲線狀的，用在這里是因為液體分子排列是成線狀的。向列液晶用于普通液晶顯示器使用的扭曲向列顯示技術。由于它們的光傳輸性能和加載的外部電壓成正比，向列液晶可以用在電子表和許多其他的消費電子設備中做字符液晶顯示器（LCD）。
液晶電泳技術附：
自從1946年瑞典物理化學家Tiselius教授研制的第一臺商品化移界電泳系統問世以來，在近半個多世紀的時間里，電泳技術發展極其迅速。基于電泳原理的各種儀器設備不斷問世，特別是20世紀80年代后， 許多自動化電泳儀器相繼為臨床實驗室所采用，電泳技術已成為基礎醫學和臨床醫學研究的重要工具之一。 目前，該技術已廣泛用于蛋白質、多肽、氨基酸、核苷酸、有機物、無機離子等的分離和鑒定，甚至病毒與細胞的研究。特別是電泳所用支持介質由流動相改為固相支持物后，各種各樣的電泳分析裝置不斷推出以適應不同教學、臨床和科研工作的需要。當今，電泳技術與質譜技術聯用在后基因組學研究中，正發揮者著巨大的作用，為臨床檢驗的發展帶來新的生機與活力。
電泳分析儀
電泳分析儀可分為兩大類:臨床實驗室常規類，如全自動熒光/可見光雙系統電泳儀、全自動醋纖膜電泳儀、全自動瓊脂糖電泳儀和全自動瓊脂糖電泳儀;科研為主兼做臨床樣本類，如雙向電泳及雙向電泳2液相色譜2質譜聯用、高效毛細管電泳及高效毛細管電泳2質譜聯用、高效毛細管芯片電泳、DNA測序系統。
1. 全自動熒光/可見光雙系統電泳儀:具有熒光/可見光雙系統，在使用熒光試劑項目如肌酸激酶(CK) 、乳酸脫氫酶(LD)同工酶時為全自動。只需將樣品、試劑、瓊脂糖凝膠電泳膠片放好后，操作人員可離機完成試驗并得到結果，此為全自動電泳儀。但是使用可見光項目如蛋白電泳，中途人員需返回，將電泳膠片由電泳槽放入染色系統中才可完成試驗。而最大優點是熒光系統全自動且靈敏度高，準確度高并且采用高壓、低溫系統，只需要20 min即可完成電泳分析，速度非常快。
2. 全自動醋纖膜電泳儀:為可見光單系統，使用醋纖膜電泳片。自動化程度高，只需將樣品、試劑、電泳片放好，人員可離機完成試驗得到結果。但是因為使用醋纖膜致使靈敏度低，無法分析尿蛋白/腦脊液蛋白，對同工酶分析效果也不理想，多半實驗室只用于血清蛋白電泳分析。
3. 全自動瓊脂糖電泳儀:為可見光單系統，使用瓊脂糖凝膠電泳膠片。優點為靈敏度高，可使用于低濃度蛋白檢驗，如尿蛋白及腦脊液蛋白。而同工酶的分離效果也相當不錯。但缺點為自動化程度較差，當電泳結束和染色脫色完成后，工作人員必須將電泳片由機器中取出，對實驗室較為麻煩。但是因為這類儀器所能做項目比較多，且靈敏度較高仍為許多實驗室所接受。
4. 全自動電泳分析系統:集上述儀器的優點，自動點樣、電泳、呈色(或染色、脫色) 、烘干。可用各種電泳片，包括瓊脂片、醋酸片、聚丙烯酰胺等，采用可見光及熒光呈色雙系統，是一種較理想的電泳儀。
5. 雙向電泳及雙向電泳2液相色譜2質譜聯用:雙向電泳第一向為等電聚焦，第二向為梯度十二烷基磺酸鈉( SDS)電泳。樣品經過電荷與質量兩次分離后可得到分子的等電點、分子量等信息，這是目前所有電泳技術中分辨率最高，信息量最多的技術，已成為分析復雜蛋白混合物的基本工具。自1975年，O′Farrel等建立這種技術后，已有許多改進，使得這一技術日趨完善。ISO2DALT系統的第一向是用管狀凝膠，雖然分辨率高、上樣量大、耐高鹽等優點，但有陰極漂移而丟失堿性蛋白、載體兩性電解質pH梯度不穩定、受電場和時間影響而重復性不好等缺點。20世紀80年代后期， Gorg等將固相pH梯度等電聚焦技術用作雙向電泳的第一向，稱為IPG2DALT。固相pH梯度等電聚焦沒有陰極漂移， pH梯度穩定，分辨率高，重復性好，是目前流行的雙向電泳技術。與傳統的單向電泳方法最多只能分析100種蛋白質樣品相比，雙向電泳最多可分析5 000 ～ 10 000個蛋白點的圖譜。雙向電泳在分離蛋白混合樣品，比較差異方面有不可替代的作用。當發現新的蛋白點時，將其切下再用液相色譜分離，與質譜聯用，最后可鑒定新發現的蛋白質組分。
6. 高效毛細管電泳及高效毛細管電泳2質譜聯用:高效毛細管電泳是以彈性石英毛細管為分離通道，以高壓直流電場為推動力，依據樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實現分離的電泳分離分析方法。利用毛細管代替平板凝膠，分離效率得以提高。高效毛細管電泳的應用范圍從小分子、無機離子到生物大分子，甚至整個細胞，從帶電粒子到中性分子都可用高效毛細管電泳方法進行分析。目前，毛細管與質譜的接口難題已經解決，人們能利用毛細管電泳的高效分離能力與質譜的鑒定技術聯用發揮其特殊功能，發現未知的化合物。尤其是陣列毛細管電泳儀已經問世，這將克服目前大多數商品化毛細管電泳儀只能進行單根毛細管電泳的缺陷，這種高通量的新方法將會給后基因組時代的基因分析帶來革命性的變化。
7. 毛細管電泳芯片:利用毛細管電泳芯片可以進行DNA長度、序列和基因分型等分析，在臨床檢測，尤其在遺傳病的診斷中具有重要意義。現在分離DNA，是利用芯片分離熒光標記的寡核苷酸，整個分離過程在45 s之內，而芯片的長度僅為318 cm。因為其可承載高電壓(2 300 V / cm)并具有較小的樣品體積，故有利于得到較好的分離效果。而用傳統的毛細管電泳分離技術分離DNA樣品，通常需要10～30 min，電壓也只能加到500 V / cm。另外有人制作的用于高速DNA分離的芯片，有效長度僅為315 cm，分離從70～1 000bp的DNA 片斷，時間在120 s以內。目前，高速、高通量的毛細管電泳芯片已經發展得比較完善。2002年筆者曾在瑞典召開的第十五屆國際微量分離與分析會議上見到Caliper公司設計的DNA電泳芯片，即在一個光盤大小的芯片上有96個毛細管電泳陣列，分別與96個樣品池相連，呈輻射狀，并采用一個旋轉的共聚焦熒光檢測系統對信號進行檢測。此系統可以同時對96個不同的樣品進行分離，分離檢測過程在8 min以內。
8. DNA測序系統:該系統利用凝膠毛細管的原理，將多道毛細管陣列設計，用4種不同的熒光染色標記4種核苷酸，在模板上合成DNA單鏈，然后在DNA外切酶的作用下進行堿基的連續水解和釋放，用激光識別和記錄釋放的堿基。可用于DNA序列測定，雜合子自動檢測，點突變分析，等位基因鑒定， SNP篩查，雜合性缺失檢測，AFLP指紋圖譜，微衛星DNA的不穩定性分析，基因表達，測序質量評估，序列比較等。20世紀90年代中期，測序儀重大改進，集束化的毛細管電泳代替凝膠電泳。2001年完成人類基因組框架圖提前完成得益于多通道、集束化的毛細管凝膠電泳技術的出現。目前，在我國已有少數醫院開始采用8 通道的DNA測序，系統開展用拉米夫定治療乙型肝炎病毒(HBV)的YMDD突變檢測。
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