芯片毛細管電泳技術課件

芯片毛細管電泳技術

microchipcapillaryelectrophoresis李瑩瑩2012年4月14日一、毛細管電泳發(fā)展過程二、毛細管電泳的概述三、毛細管電泳的特點四、毛細管電泳在臨床微生物學檢驗中的應用五、毛細管電泳技術發(fā)展的展望一、毛細管電泳發(fā)展過程毛細管電泳的起點60年代中期1981198419871989****19791991用聚四氯乙烯管做分離管做ZE里程碑：熔融毛細管電泳建立了膠束電動毛細管電泳毛細管等點聚焦，毛細管凝膠電泳毛細管電泳儀出現(xiàn)毛細管電泳芯片技術誕生芯片毛細管電泳（microchipcapillaryelectrophoresis）

是將毛細管縮微移植到很小的芯片上，將樣品進樣、反應、分離、檢測等過程集成在一起的多功能、快速、低耗、低污染的縮微實驗技術。

集成毛細管電泳芯片原理示意圖如下：

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

快速微量可以自動化

另外，檢測的模式多且可以和其它技術聯(lián)用比如：質譜、核磁共振、透析4.1在細菌鑒定與分型中的應用4.1.1毛細管電泳用于鏈球菌種屬鑒定擴增核糖體rDNA限制性分析ddl基因擴增MnSOD基因排序tRNA基因長度多態(tài)性分析與HPCE結合(HPCE/tDNA-PCR)可以對大多數(shù)細菌進行鑒別。靈敏度低、操作復雜4.1.2

熒光毛細管電泳(FCE)用于分枝桿菌的鑒定

自動熒光毛細管電泳與PCR-限制性酶切片斷多態(tài)性分析(PCR-RFLP)相結合，此方法采用熒光標記引物，通過PCR擴增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，最后以計算機軟件進行處理。4.1.4HPCE可以用于分離、鑒定和定量檢測完整的微生物，代表了分離科學的前沿。

應用HPCE，通過直接注入未經(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，對一些泌尿道疾病的診斷和定位很有價值，而且在這種分離技術的基礎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等用擴增片段長度多態(tài)性(AFLP)基因型分析對空腸彎曲菌空腸亞種的指紋圖進行分析比較發(fā)現(xiàn)，該方法的鑒別能力比脈沖電場凝膠電泳(PFGE)對PCR產(chǎn)物的分析和PCR-限制性片段長度多態(tài)性分析(PCR-RFLP)的鑒別能力都強。

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

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

通過對PCR產(chǎn)物中核酸片段長度的分析，就可以對臨床上出現(xiàn)的92%的菌株快速而正確地鑒定，其余8%可以通過對其ITS2區(qū)PCR產(chǎn)物的限制性內切核酸酶切片段或DNA序列分析而鑒定。4.3在病毒鑒定與分型中的應用對單純皰疹病毒(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系。DoglioA等用CE對PCR擴增的cDNA產(chǎn)物直接循環(huán)測序的方法，對丙型肝炎病毒(HCV)進行快速基因分型。GongX等還把陣列毛細管電泳(CAE)用于基因分型和HIV-I的診斷。

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