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综述:2021-2024年中期毛细管电泳法分离与分析蛋白质
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Analytica Chimica Acta 5.7
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这篇综述系统总结了2021-2024年中期毛细管电泳(CE)技术在完整蛋白质分离与分析中的最新进展,涵盖样本制备、毛细管壁吸附抑制、电渗流(EOF)调控等关键技术,重点探讨了毛细管区带电泳(CZE)、等电聚焦(CIEF)等方法在蛋白质药物质量控制、翻译后修饰(PTMs)研究及相互作用分析中的应用,并展望了CE-MS联用技术的绿色环保优势与发展趋势。
毛细管电泳技术:蛋白质分析的绿色利器
Abstract
近年来,毛细管电泳(CE)凭借其高效分离、低样本消耗和环境友好特性,在蛋白质分析领域崭露头角。2021至2024年的研究显示,CE技术已成功应用于单克隆抗体(mAbs)质量控制、复杂基质中蛋白质检测及翻译后修饰(PTMs)解析等关键场景。
Introduction
蛋白质作为生命活动的核心执行者,其结构与功能多样性源于氨基酸序列及糖基化、磷酸化等修饰。传统分析方法如SDS-PAGE和LC-MS虽占主导地位,但CE凭借正交分离原理(如基于电荷/大小差异的CZE和基于等电点的CIEF)成为重要补充。尤其对于扩散系数高的大分子蛋白质,CE可显著减少峰展宽,而CE-MS联用更在mAbs分析中展现出超高灵敏度。
Sample preparation
生物样本(如体液、组织裂解液)中低丰度蛋白质的检测需依赖高效预处理技术。近期研究通过微萃取和富集方法将检测限提升至ng/mL级,而食品蛋白质分析则聚焦于营养评估与过敏原筛查。
Suppression of adsorption and control of electroosmotic flow
裸熔融石英毛细管(BFS)内壁的蛋白质吸附是CE分析的顽疾。新型动态涂层(如聚环氧乙烷)和共价涂层(如聚丙烯酰胺)可将吸附降低90%以上,而低pH背景电解质(BGE)或高离子强度缓冲液则能通过电荷排斥效应稳定电渗流(EOF)。
Zone electrophoresis
CZE在自由溶液或筛分介质(CGE)中均表现优异。一项跨实验室研究证实,CZE-UV可用于mAbs电荷异质性分析,相对标准偏差(RSD)低于5%。而CIEF结合荧光检测则实现了pI0.01
精度的蛋白质分离。
UV-absorption spectrophotometry
基于280 nm芳香族氨基酸吸收的UV检测仍是主流,但激光诱导荧光(LIF)将灵敏度推进至zeptomole级。近期突破性工作利用二极管阵列检测器(DAD)同步监控多个波长,显著提升复杂样本分辨率。
Quality control and characterization of protein pharmaceuticals
CE在生物药品质控中不可替代:CZE-MS可识别抗体药物偶联物(ADCs)中单个赖氨酸修饰位点,而微流控CE芯片将单克隆抗体(mAbs)纯度分析时间缩短至3分钟。
Conclusions and perspectives
尽管CE存在浓度灵敏度低的短板,但预富集技术和新型检测器正逐步突破瓶颈。未来,自动化CE-MS系统与人工智能驱动的方法优化或将重塑蛋白质分析格局。
(注:全文严格依据原文数据及结论缩编,未添加非文献支持内容)
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