關鍵詞:毛細管電泳;種子科學;應用毛細管
電泳法(CapillaryElectrophoresis，CE)，是2O世紀8O年代問世的一種高效液相分離法，是經典電泳技術和現代微柱分離相結合的產物。目前，它已成爲能與20世紀50年代末、6O年代初出現的氣相色譜(GC)以及20世紀70年代初出現的液相色譜(HPLC)相媲美的一種分離技術，並被認爲是當代分析科學最具活力的前沿研究課題[1]。毛細管電泳法因其分離效率高、分析速度快、樣品用量少、抗污染能力強及易自動化等特點而被廣泛應用於分子生物學、醫學、藥學、高分子等領域，尤其在生物分析及生命科學領域中已展示了誘人的應用前景口]。
1、毛細管電泳原理及其特點
毛細管電泳泛指以高壓電場爲驅動力，以毛細管爲分離通道，依據樣品中各組分之間淌度和分配行爲上的差異而實現分離的一類液相分離技術D]。毛細管電泳儀的基本結構包括一個高壓電源，一根毛細管，一個檢測器及兩個供毛細管兩端插入而又可和電源相連的緩衝液貯瓶。
毛細管電泳儀的工作原理：毛細管電泳所用的石英毛細管柱，在pHi3情況下，其內表面帶負電，和溶液接觸時形成一雙電層。在高電壓作用下，雙電層中的水合陽離子引起流體整體朝負極方向移動的現象叫電滲。粒子在毛細管內電解質中的遷移速度等於電泳和電滲流(EOF)兩種速度的矢量和。正離子的運動方向和電滲流一致，故最先流出；中性粒子的電泳速度爲“零”，故其遷移速度相當於電滲流速度；負離子的運動方向與電滲流方向相反，但因電滲流速度一般都大於電泳流速度，故它將在中性粒子之後流出，從而因各種粒子遷移速度不同而實現分離L4]。
與經典電泳相比，毛細管電泳法克服了由於焦耳熱引起的譜帶寬，柱效較低的缺點，確保引入高的電場強度，改善分離質量Is]，具有分離效率高、速度快和靈敏度高等特點，而且所需樣品少、成本低，更爲重要的是，它又是一種自動化的儀器分析方法[a3。毛細管電泳法與高效液相色譜一樣同是液相分離技術，很大程度上兩者互爲補充，但無論從效率、速度、用量和成本來說，毛細管電泳法都顯示了它的優勢。如毛細管電泳法成本相對較低，且可透過改變操作模式和緩衝液成分，根據不同的分子性質(如大小、電荷數、手徵性、疏水性等)對極廣泛的物質進行有效分離，而高效液相色譜法要用價格昂貴的柱子和溶劑。可見，毛細管電泳法具有儀器簡單、分離模式多樣化、應用範圍廣、分析速度快、分離效率高、靈敏度高、分析成本低、環境污染小等特點。
2、毛細管電泳檢測方法及其影響因素傳統毛細管電泳檢測方法主要有光學檢測、電化學檢測、質譜檢測等。光學檢測又可分爲紫外吸收檢測(UVabsorptiondetection)、熱光學檢測(Thermoop-ticaldetection)、熒光檢測(F1uorescencedetection)、化學發光檢測(Chemiluminescencedetection)等；電化學檢測可分爲電位分析檢測(Potentiometricdetection)、電導率檢測(Conductivitydetection)、電勢梯度檢測(Potentialgradientdetection)、安培分析檢測(Amper-ometricdetection)等。隨着毛細管電泳技術的不斷髮展，逐漸出現了非水毛細管電泳(Nonqueouscapillaryelectrophoresis，NACE)、毛細管陣列電泳(Capillaryarrayelectrophoresis，CAE)，毛細管電泳免疫分析(Capillary electrophoresisbased immunoassay，CE—IA)、毛細管電色譜(Capillaryelectrochromatography，CEC)等分支。非水毛細管電泳法是在以非水爲溶劑的緩衝溶液中進行的，主要用於分析不易溶於水而易溶於有機溶劑的物質，分離在水溶劑毛細管電泳中淌度十分相似的物質。毛細管陣列電泳是在常規毛細管電泳法原理和技術的基礎上，結合微型製造技術設計出來的一種檢測技術，是_種新型的生物芯片。毛細管電泳免疫分析技術利用抗原抗體複合物與遊離的抗原、抗體在電泳行爲上的差異，將毛細管電泳作爲分離與檢測手段。毛細管電色譜是一種在毛細管內充填、塗布或鍵合色譜固定相，用電滲流作爲驅動力的分離模式嘲。
影響毛細管電泳法分離的因素主要有以下幾個方面：①毛細管。毛細管是關鍵部件，管徑、管長、不同物質的塗層厚度對分辨率均有影響。②電泳緩衝液。電滲分離現象在毛細管電泳中起着非常重要的作用，而緩衝液的pH值及濃度對電滲的影響很大，並對分離度產生效應。③電壓。在進行電泳時，進樣電壓和操作電壓對分辨率及操作時間會產生影響。④電泳溫度。
電流透過毛細管會產生熱量，升高溫度，使物理參數發生改變，造成樣品遷移時間、峯面積的偏差和分離效率下降。
3、毛細管電泳在種子科學領域的應用前景3．1在品種鑑定和物種分類上的應用毛細管電泳與傳統的凝膠電泳相比，具有分析速度快，分辨能力高，分析過程全自動化及樣品用量少等優點。自1988年發表第一批關於毛細管電泳用於DNA分析的文獻後，即引起衆多科學家的關注。目前，毛細管電泳已被用於DNA純度檢測，PCR產物分析，DNA序列分析以及酶和多糖蛋白的結構、純度、穩定性等方面的研究[7叫。如能將毛細管電泳運用於種子生物技術領域的研究，對拓寬種子中酶蛋白、特異基因片段的分離手段和加快物種的鑑定分類有重要意義。
3．2在研究種子遺傳分析中的應用毛細管電泳在種子遺傳分析中的應用國內外已有報道，如Gerber等採用高效毛細管電泳對大豆種子品質的遺傳學進行研究分析引。變異是羣體進化的基礎，品種內變異的兩個常用度量指標是雜合度和多態資訊含量。由於微衛星標記呈共顯性遺傳，基因型直接反映表型，因此，等位基因頻率可透過簡單計算獲得，進而得出雜合度和多態資訊含量。應用毛細管電泳快速靈敏地對微衛星標記進行檢測分析，將極大地推動這方面的研究，這些成果將爲開展品種儲存、選育及開發利用提供科學依據]。
3．3在種子營養成分分析方面的應用對種子蛋白的分離與表徵，傳統方法多是採用不同模式的聚丙烯酰胺凝膠電泳和高效液相色譜，這些方法在實際操作中都存在不同程度的侷限性，如聚丙烯酰胺凝膠電泳的操作複雜，無法進行定量分析，且分辨率不高，還要使用有毒試劑等；高效液相色譜雖然在一定程度上克服了聚丙烯酰胺凝膠電泳的不足，但其執行成本高，難以在實踐中廣泛應用。毛細管電泳是從傳統電泳發展而來的一種高效、新型的分離分析技術，在蛋白質、氨基酸、核酸等生物分子的分離分析方面顯示出極大的優越性。目前這一技術在作物種子蛋白研究中已取得重要進展，並顯示出廣闊的應用前景。