芯片毛細(xì)管電泳技術(shù)課件

芯片毛細(xì)管電泳技術(shù)

microchipcapillaryelectrophoresis李瑩瑩2012年4月14日一、毛細(xì)管電泳發(fā)展過(guò)程二、毛細(xì)管電泳的概述三、毛細(xì)管電泳的特點(diǎn)四、毛細(xì)管電泳在臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用五、毛細(xì)管電泳技術(shù)發(fā)展的展望一、毛細(xì)管電泳發(fā)展過(guò)程毛細(xì)管電泳的起點(diǎn)60年代中期1981198419871989****19791991用聚四氯乙烯管做分離管做ZE里程碑：熔融毛細(xì)管電泳建立了膠束電動(dòng)毛細(xì)管電泳毛細(xì)管等點(diǎn)聚焦，毛細(xì)管凝膠電泳毛細(xì)管電泳儀出現(xiàn)毛細(xì)管電泳芯片技術(shù)誕生芯片毛細(xì)管電泳（microchipcapillaryelectrophoresis）

是將毛細(xì)管縮微移植到很小的芯片上，將樣品進(jìn)樣、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等過(guò)程集成在一起的多功能、快速、低耗、低污染的縮微實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

集成毛細(xì)管電泳芯片原理示意圖如下：

芯片毛細(xì)管電泳可以對(duì)蛋白質(zhì)、多肽、DNA、生物細(xì)胞等進(jìn)行析、用于基因突變、免疫學(xué)、疾病快速診斷病毒感染的早期診斷等。三、毛細(xì)管電泳的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的電泳相比,毛細(xì)管電泳主要的特點(diǎn)有4個(gè):高效

快速微量可以自動(dòng)化

另外，檢測(cè)的模式多且可以和其它技術(shù)聯(lián)用比如：質(zhì)譜、核磁共振、透析4.1在細(xì)菌鑒定與分型中的應(yīng)用4.1.1毛細(xì)管電泳用于鏈球菌種屬鑒定擴(kuò)增核糖體rDNA限制性分析ddl基因擴(kuò)增MnSOD基因排序tRNA基因長(zhǎng)度多態(tài)性分析與HPCE結(jié)合(HPCE/tDNA-PCR)可以對(duì)大多數(shù)細(xì)菌進(jìn)行鑒別。靈敏度低、操作復(fù)雜4.1.2

熒光毛細(xì)管電泳(FCE)用于分枝桿菌的鑒定

自動(dòng)熒光毛細(xì)管電泳與PCR-限制性酶切片斷多態(tài)性分析(PCR-RFLP)相結(jié)合，此方法采用熒光標(biāo)記引物，通過(guò)PCR擴(kuò)增65-kDa熱休克蛋白(HSP)和16SrRNA基因的多態(tài)區(qū)，然后以限制酶消化，再用FCE分析，最后以計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理。4.1.4HPCE可以用于分離、鑒定和定量檢測(cè)完整的微生物，代表了分離科學(xué)的前沿。

應(yīng)用HPCE，通過(guò)直接注入未經(jīng)處理的尿液就可以鑒別引起泌尿道感染的大部分病原菌。這種高效率的HPCE分離方法可以消除電滲流速的影響，對(duì)一些泌尿道疾病的診斷和定位很有價(jià)值，而且在這種分離技術(shù)的基礎(chǔ)上還可能建立起多種快速分離微生物的方法。4.1.5熒光毛細(xì)管電泳還用于空腸彎曲菌空腸亞種的鑒定以及爆發(fā)株和引起散在發(fā)病的菌株指紋圖分析

EvenHeir等用擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)基因型分析對(duì)空腸彎曲菌空腸亞種的指紋圖進(jìn)行分析比較發(fā)現(xiàn)，該方法的鑒別能力比脈沖電場(chǎng)凝膠電泳(PFGE)對(duì)PCR產(chǎn)物的分析和PCR-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析(PCR-RFLP)的鑒別能力都強(qiáng)。

AFLP還能對(duì)爆發(fā)流行株和散發(fā)株的FlaA和FlaB基因異同進(jìn)行分析，以鑒別二者。AFLP適合用于空腸彎曲菌的流行病學(xué)調(diào)查，對(duì)查明引起該菌爆發(fā)流行的傳染源很有意義。4.2在真菌鑒定與分型中的應(yīng)用

利用CE-PCR，通過(guò)對(duì)DNA非編碼區(qū)的rRNA操縱子ITS1和ITS2長(zhǎng)度和序列多態(tài)性分析，可以對(duì)有臨床意義的近40種真菌進(jìn)行鑒定和分類。

通過(guò)對(duì)PCR產(chǎn)物中核酸片段長(zhǎng)度的分析，就可以對(duì)臨床上出現(xiàn)的92%的菌株快速而正確地鑒定，其余8%可以通過(guò)對(duì)其ITS2區(qū)PCR產(chǎn)物的限制性內(nèi)切核酸酶切片段或DNA序列分析而鑒定。4.3在病毒鑒定與分型中的應(yīng)用對(duì)單純皰疹病毒(HSV)性腦炎的早期診斷。GrassiM等使用RT-PCR與區(qū)帶毛細(xì)管電泳(CZE)聯(lián)用研究經(jīng)血液透析的慢性病人持續(xù)性G肝炎病毒(HGV)感染與非甲非乙型慢性肝炎之間的關(guān)系。DoglioA等用CE對(duì)PCR擴(kuò)增的cDNA產(chǎn)物直接循環(huán)測(cè)序的方法，對(duì)丙型肝炎病毒(HCV)進(jìn)行快速基因分型。GongX等還把陣列毛細(xì)管電泳(CAE)用于基因分型和HIV-I的診斷。

五、毛細(xì)管電泳技術(shù)發(fā)展的展望目前，HPCE研究的重點(diǎn)是擴(kuò)大其應(yīng)用范圍和完善、發(fā)展應(yīng)用方法。應(yīng)用研究中最活躍的方面是蛋白質(zhì)分離、糖分析、DNA測(cè)序、手性分離、單細(xì)胞分析等。一些新方法也不斷出現(xiàn)，如陣列毛細(xì)管電泳(CAE)、親和毛細(xì)管電泳(ACE)、芯片式毛細(xì)管電泳(CCE)等。DNA芯片(DNAchips)技術(shù)是近年來(lái)分子生物學(xué)與微電子學(xué)等多學(xué)科交叉融合而成的一項(xiàng)高新技術(shù)，在基因表達(dá)譜、功能基因組、疾病基因診斷等基礎(chǔ)研究及臨床應(yīng)用中已經(jīng)顯示出其重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。五、毛細(xì)管電泳技術(shù)發(fā)展的展望另外，各種檢測(cè)方法的聯(lián)合應(yīng)用和嫁接也是毛細(xì)管電泳發(fā)展的一個(gè)方向。CE-MS和CE-NMR都是成功的例子。EelinL.Lim等