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          金納米粒子在毛細管電泳中的應用進展

          日期時間:2018-05-21 14:40 文章來源:江蘇蘇力機械股份有限公司瀏覽次數:

          納米粒子(Nanoparticles,NPs)一般指粒徑介于1~100nm 之間的微觀粒子,由于具有較大的比表面 積和特殊的物理化學性質,在化學、物理學、材料科學、醫學、生物學等諸多領域有重要應用。毛細管 電泳(capillary electrophoresis,CE)具有高度自動化、分離模式多、低的樣品及試劑需求量等優點,廣泛應 用于各類化合物的分離分析。
          近年來,納米粒子在分離科學方面的潛能被深入研究,許多使用納米粒子 在色譜及電泳體系中進行組分分離和樣品富集的探索都已實現。納米粒子既可通過物理吸附或化學 鍵合的方式在毛細管內壁形成涂覆層,作為固定相與分析物形成穩定的相互作用;又可以部分或連續填充 的形式添加在運行緩沖液中作為偽固定相,參與分析物在毛細管內的分配與保留,從而使電滲流及目標分 析物的表觀遷移率發生改變,增強分離選擇性。目前,聚合物、二氧化鈦、金納米粒子和碳納米 管等不同類型的納米粒子已被用于多種物質的電泳分離過程。
          金納米粒子(Gold nanoparticles, GNPs)具有穩定性強、易于制備及化學修飾、易與生物分子形成活 性復合物、尺寸可控及尺寸分布窄等特點,在催化劑、光學材料、生物傳感器、藥物載體和高對比度細胞 成像等領域的應用逐漸引起廣泛關注。此外,由于GNPs 具有電子性質尺寸相關性、高的電催化活性和與 分子及聚合物的功能相容性等特性,在化學分析過程中被廣泛應用。研究表明,GNPs 與表面帶有 巰基、氨基和氰基的有機物分子之間存在強烈的親和作用,可自發地與帶有此類基團的物質結合或在其表 面建立規則有序的涂覆層。 在CE 分離中的應用進行了綜述,包括:毛細管 電色譜開管柱、整體柱、電泳微芯片及緩沖液添加劑,并對該研究領域的發展前景進行了展望。
          1 涂層毛細管
          1.1 開管柱
          開管毛細管電色譜(Open-tubular capillary electrochromatography,OT-CEC)簡稱開管柱,其特征是將 固定相材料通過物理涂層、化學鍵合、分子印跡和溶膠-凝膠技術等附著在敞開的毛細管內壁。與傳統的毛 細管填充柱(Packed-CEC)相比,OT-CEC 避免了填充柱制備過程中存在的末端燒結及填充不均勻等問題, 具有高效、易于制備、儀器操作簡單、處理時間較短等優勢。納米粒子具有較大的比表面積,可以 吸附或修飾各類有機物分子,作為CEC 分離過程中的固定相材料,從而增強管柱對分析物的保留及分離 能力,得到高度重現的分析結果并使分離效率顯著提高。
          1.1.1 硅烷化偶聯劑-OT-CEC
          此類OT-CEC 柱的制備是先將3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES) 或3-巰基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)等帶有氨基或巰基的硅烷化試劑通過與毛細管內壁的硅羥基反應 鍵合到毛細管內表面,再利用上述偶聯劑所帶的氨基或巰基官能團與GNPs 之間的親和作用將GNPs 修飾 到毛細管內壁形成涂覆層。Glennon 等[19]于2003 年首次將十二硫醇修飾的GNPs 通過共價鍵合的方式固定 到經APTMS 或MPTMS 衍生處理的毛細管內壁,制備了疏水性質的涂層OT-CEC 柱。涂層柱的電滲流特 征通過改變緩沖液pH 和運行電壓進行測定,其電色譜性質用硫脲、苯甲酮、聯苯等“反相”測試混合物及 選定的擬除蟲菊酯殺蟲劑進行考察。將分析物在Au-APTMS、Au-MPTMS 涂層柱及將GNPs 松散涂覆到未 經表面衍生的毛細管柱上的保留重現性進行對比,結果表明,硅烷化偶聯劑能夠有效防止GNPs 在沖洗過 程中的損失,使其在分離過程中穩定的固定在毛細管內表面,保證了OT-CEC 柱的分離效果與重現性。 Hamer 等[2]將GNPs 通過簡單、快速、無需加熱的方法修飾到經APTES 衍生處理的毛細管內壁,實現了5 種合成多肽的有效分離。該方法可重復實驗約900 次,呈現出卓越的涂層穩定性。應用該OT-CEC 柱和裸 柱分別對HSA 的胰蛋白酶肽片段進行分離,并將分離效果進行對比,結果顯示,毛細管內表面的GNPs 涂層使得分離窗口拓寬,OT-CEC 柱在延長分離時間的情況下具有較高的分辨率。硅烷化偶聯劑-OT-CEC 具有較好的分析穩定性和重現性,但其制備步驟較多,制備過程相對繁瑣。
          1.1.2 修飾化-OT-CEC
          除硅烷化偶聯劑-OT-CEC 外,還可先對GNPs 進行表面修飾,再利用其自身或修飾物所帶電荷與毛細 管內壁間產生的靜電引力或疏水作用將GNPs 吸附到毛細管內表面形成涂覆層。Qu 等[11]制備了硬脂胺修 飾的GNPs,通過靜電引力和疏水作用將帶正電荷的納米粒子強烈吸附到帶負電荷的毛細管內表面作為固 定相,制備了一種簡單、穩定的疏水涂層OT-CEC 柱。以此毛細管柱為分離通道實現了硫脲、萘、聯苯和 類固醇類藥物的分離,展現出較好的保留時間重現性及較高的分離效率。Li 等[9]將帶正電荷的N,N’-二甲 基二烯丙基氯化銨聚合物(PDDA)通過靜電吸附的方式修飾到毛細管內壁,再通過自吸附作用將帶負電 的硫醇化β-環糊精(SH-β-CD)修飾的GNPs 固定到毛細管內表面,制備了功能化GNPs 涂層OT-CEC 柱, 用以分離撲爾敏、唑吡酮和托品酰胺3 種藥物對映體。比較了單層和多層GNPs 涂覆修飾對目標分析物手 性分離的影響,結果表明,OT-CEC 柱的手性選擇能力和分離效率隨GNPs 涂層數目的增加而降低。利用 單層GNPs 修飾的OT-CEC 柱,3 種藥物對映體在6min 內實現了手性分離。修飾化-OT-CEC 管柱制備過程 簡單且易于操作,但涂層重復性則較硅烷化偶聯劑-OT-CEC 稍差。
          1.1.3 其他
          研究表明,CEC 分離過程的關鍵在于分析物與固定相之間的相互作用,由固定相與移動相的體積比決 定。盡管納米粒子涂層OT-CEC 顯示了許多優點,但有限的固定相涂層導致相比和樣品容量較低等問題 仍然存在,難以實現特殊物質(如:多環芳烴及某些藥物)的有效分離。為增加OT-CEC 的柱內比 表面積,聚合物涂層、多孔硅層、毛細管內壁蝕刻及溶膠-凝膠技術等多種策略被提出。Glennon 研究小組將毛細管內表面用氟化氫銨進行蝕刻處理后用MPTMS 進行衍生,將十二硫醇修飾的GNPs 固 定到毛細管內壁,制備了蝕刻基質的涂層OT-CEC 柱,用于分離“反相”測試混合物和多環芳烴。將該柱的 色譜性質與裸柱、蝕刻處理毛細管柱和GNPs 涂層毛細管柱進行對比,結果顯示,蝕刻處理能夠使得毛細 管內比表面積增大1000 倍,顯著增強分析物與固定相之間的相互作用,得到具有較好重現性及反相行為 特征的色譜分離。溶膠-凝膠技術具有穩定性強、質量載荷率高、比表面積大、柱效高等優點[4]。Glennon 研究小組選擇MPTMS 為溶膠-凝膠前體,在毛細管內表面建立含有巰基的溶膠-凝膠涂層,將十二硫醇 修飾的GNPs 鍵合到涂層上制備溶膠-凝膠基質的OT-CEC 柱,用以分離多環芳烴化合物和苯丙酮、安息香、 華法令等藥物,并將其色譜行為與經MPTMS 表面衍生處理的GNPs 涂層毛細管柱進行對比。結果表明, 溶膠-凝膠技術使得溶質與固定相之間的作用增強且具有較好的重現性,分離效率和選擇性相對于普通涂層 柱而言顯著提升。
          GNPs 既可通過與毛細管內表面間存在的特異性相互作用在管壁形成自組裝單涂覆層,也可通過層層 自組裝技術在管壁形成多涂覆層,進一步增加納米粒子的裝填密度和比表面積,提高管柱的相比和樣品容 量。Liu 等將GNPs 共價鍵合在經APTMS 衍生處理的毛細管內表面形成單涂覆層,用具不同碳鏈長 度的烷硫醇修飾GNPs,在管壁形成疏水涂層,隨后通過層層自組裝技術用1,9-壬二硫醇和GNPs 反復修飾 已固定的GNPs,在毛細管內表面建立GNPs 多涂覆層(2 層、4 層、7 層),對睪酮、黃體酮和睪酮丙酸鹽 3 種中性類固醇藥物進行分離。結果表明,分析物的分離效果與毛細管內GNPs 的涂層數目和烷硫醇結構 中的碳鏈長度等因素有關。隨著涂層數目的增加,疏水分析物的保留能力顯著提高,在4 層GNPs 涂覆的 最佳實驗條件下,3 種分析物被成功分離。Fang 等[22]在經MPTMS 衍生處理的石英毛細管內壁建立GNPs 單層及多層涂覆層(1,10-癸二醇為偶聯試劑),將SH-β-CD 共價鍵合到GNPs 表面進行功能化修飾,制備 了手性選擇涂層OT-CEC 柱,對美普他酚及其3 種對映中間體進行手性拆分。實驗結果表明,3 層涂覆GNPs 毛細管柱對目標分析物具有較好的分離效果,在最佳的實驗條件下,3 對對映體在20min 內實現了手性分 離。由于該方法具有良好的線性關系(≥0.999)、回收率(92.0%-94.5%)和重現性,被成功應用于人尿樣 中美普他酚對映體的含量測定,拓展了涂層OT-CEC 柱在生物分析領域的應用潛能。
          1.2 整體柱
          盡管OT-CEC 在樣品分離中的應用已取得相當進展,但仍存在如:固定相涂層制備繁瑣、不同批次之 間誤差較大、柱容量和相比較低等問題,限制了其進一步的發展。近年來,基于原位反應和溶膠-凝膠 技術等制備的毛細管電色譜整體柱進一步推動了CEC 技術的發展。由于具有卓越的傳質特征、多樣的表 面修飾、制備簡單、性質穩定等特點,在分離應用中顯示出一定的優勢,被廣泛用于多肽和生物大分子的 梯度分離及小分子、無機陰離子和陽離子的等度分離。然而,相對較低的柱內比表面積常導致整體 柱在進行樣品等度分離時的分離效率較低。研究發現,將納米粒子在聚合反應過程中包封進入整體柱,或 在整體柱形成后修飾到孔隙表面,能夠使得整體柱具有獨特的結構,顯著增大柱內比表面積,提高整體柱 的分離效率和選擇性。
          1.2.1 聚合物整體柱
          聚合物整體柱一般是由功能單體、交聯劑、引發劑和致孔劑等通過光或熱引發后在毛細管內原位聚合 制備而成。Connolly 等[20]首次通過光化學接枝技術提供表面結合位點,將GNPs 以共價鍵合的方式均勻且 密集的涂覆在表面氨基化的甲基丙烯酸丁酯聚合物整體柱孔隙表面,制備了高容量的GNPs 功能化毛細管 整體柱。Svec 研究小組[25]采用原位聚合法制備了聚甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯 (GMA-co-EDMA)整體柱,通過柱表面所含的環氧基與巰基乙胺反應使得整體柱表面富含巰基,再通過 Au-S 共價鍵的形成將GNPs 固定在整體柱的氣孔表面,制備了一種新型GNPs 修飾的多孔聚合物整體柱, 并用含巰基的低分子量表面配體對鍵合的GNPs 進行功能化修飾。GNPs 與表面配體間的動態連接性質使 得不同配體可以通過簡單的溶液更換步驟進行替換,擴大了整體柱的應用范圍,使單柱可適用于CEC 和 納米-HPLC 的不同分離模式。Li 等[16]將β-CD 修飾的GNPs 共價鍵合到經巰基乙胺處理的GMA-co-EDMA 整體柱表面作為手性固定相,制得功能化GNPs 修飾的毛細管聚合物整體柱。該柱在pH 4.6~9.7 范圍內展 現出穩定的電滲流淌度,且能夠在電泳分離條件下維持柱的穩定性超過180min,同時具有良好的柱間重現 性。利用β-CD-GNPs 修飾的聚合物整體柱對撲爾敏、唑吡酮和托品酰胺3 對藥物對映體進行手性分離, 分離度高達1.85,理論塔板數為1.28×105/m。
          1.2.2 硅膠整體柱
          硅膠整體柱可根據其制備方法分為硅膠基質整體柱和有機-硅雜化整體柱。Lu 等[21]采用溶膠-凝膠技術 制備了硅膠整體柱基體,將GNPs 固定到經MPTMS 衍生處理的整體柱氣孔表面,隨后將牛血清白蛋白 (BSA)作為手性選擇劑修飾到GNPs 表面,制備了BSA-GNPs 修飾的手性毛細管硅膠整體柱。以該柱為 分離通道,在最佳條件下,10 對經異硫氰酸苯酯衍生處理的氨基酸對映體在18min 內實現了手性分離,分 離度為1.486~2.083。實驗結果表明,BSA-GNPs 修飾的毛細管硅膠整體柱能較好的維持BSA 的天然構象 并具有良好的對映體分離能力。葉芳貴等[12]采用相同的方法制備了GNPs 修飾的毛細管硅膠整體柱,并將 十八烷基硫醇共價鍵合到GNPs 表面引入較強疏水作用的C18 官能團。以4 種烷基苯同系物為目標分析物, 評價了制備的C18-GNPs 硅膠整體柱、巰基修飾硅膠整體柱和相應的毛細管硅膠整體柱的電色譜性能。結 果表明,4 種烷基苯只有在使用C18-GNPs 硅膠整體柱時才能獲得有效分離且表現出典型的反相色譜特征。 此外,由于GNPs 的存在使得固定相親水性提高,制備的C18-GNPs 硅膠整體柱能夠在15%甲醇存在的條 件下于11min 內成功分離4 種極性較強的苯酚類化合物,較好地克服了傳統反相電色譜在分離極性化合物 時存在的由于相界面產生氣泡而中斷實驗的問題。Zhao 等[23]使用四甲氧基硅烷(TMOS)和γ-(甲基丙烯 酰氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)作為共同前體建立硅膠整體柱骨架,將谷胱甘肽(GSH)、醋酸生長 抑素(ST)和卵類黏蛋白(OV)通過其自身的氨基和GPTMS 上的環氧丙基發生開環反應以及TMOS 和 GPTMS 的縮聚和共聚作用共價鍵合到硅膠骨架上,制備了GSH-、ST-、OV-雜化硅膠整體柱。整體柱的 電滲流大小和方向可以通過改變流動相的pH 進行控制,展現出典型的親水作用色譜行為,并具有對氨基 酸對映體的手性拆分能力。將GNPs 通過與GSH 上的巰基作用修飾到GSH-整體柱表面作為中間介質,隨 后進一步修飾GSH,制得GSH-GNPs-GSH 雜化硅膠整體柱。以酪氨酸、谷氨酸、組氨酸為目標分析物, 對GSH-、ST-、OV-雜化硅膠整體柱與GSH-GNPs-GSH 雜化硅膠整體柱的手性分離能力進行考察和比較。 結果表明,盡管GSH 結構中的手性碳原子數(2)少于OV(171)和ST(13),但由于GNPs 大的比表 面積,使得附著在其上的GSH 能夠充分暴露出來并與分析物相互作用,因而顯著增強整體柱的手性分離 能力。利用GSH-GNPs-GSH 雜化硅膠整體柱,奧美拉唑、蘭索拉唑、氨氯地平和尼莫地平4 種藥物對映 體實現手性分離。
          1.3 微流控芯片
          芯片基質的微反應分析裝置將包括樣品制備、分離及檢測等各種步驟集成在一個較小尺寸的芯片上, 具有體積小、便于攜帶、分析速度快、集成的在線樣品預處理、可控的進樣柱塞、樣品及試劑消耗少等優 點,近年來吸引了越來越多的關注。其中,將毛細管電泳集成在平面結構上的相關研究由于具有卓越的分 離效率(理論塔板數接近106/m)尤為引人關注,被廣泛應用于化合物分離、DNA 分析、細胞和微觀粒子 的選擇等方面。對電泳微芯片的分離選擇性進行提升,進一步擴大其適用范圍是目前非常重要的研究 方向。相關研究表明,提升電泳微芯片的分離選擇性可以通過控制微通道表面的化學性質或在運行緩沖液 中引入添加劑等方式實現。本文對GNPs 在該領域的應用綜述如下。
          1.3.1 玻璃基質微芯片
          在微芯片發展初期,歸因于成熟的半導體技術,玻璃材料和硅材料成為構建微芯片的首選材料[26]。 Pumera 等[14]首次將聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDADMAC)吸附到微流控裝置的玻璃微通道內表面形成 單涂覆層,隨后在其表面修飾GNPs,用于分離氨基酚的3 種同分異構體(o-氨基酚、m-氨基酚、p-氨基酚)。 與未經修飾的微通道相比,由于溶質與GNPs 表面的相互作用,分離選擇性得到改善,分離效率顯著提升。 在建立OT-CEC 立體選擇微反應裝置時,制備性質穩定、帶有電荷且具有立體選擇性的手性選擇劑,并將 充足的手性選擇劑涂覆到微通道內表面是提供穩定的電滲流和有效的色譜分離的兩個關鍵因素。然而,在 相對較短的微通道內連接充足的手性固定相往往較為困難。Li 等[10]將GNPs 與BSA 于4℃恒溫孵化反應 24h 后通入經MPTMS 表面巰基化處理的玻璃微通道內,制備了BSA-GNPs 修飾的手性微芯片OT-CEC 裝 置。GNPs 大的比表面積使得手性選擇劑BSA 的固定能力增強了數倍,利用36mm 有效長度的分離通道, 麻黃堿和去甲麻黃堿對映體在250s 內實現了手性分離,重現性良好。盡管玻璃材料的物理性質和化學性質 非常適于微芯片的制作,但其光刻和蝕刻技術工藝較為復雜,制作成本較高。隨著芯片技術的持續發展, 研究者將越來越多的注意力轉向了原料價格低廉且易于制備的高分子聚合物
          1.3.2 PDMS 微芯片
          聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一種彈性有機高分子聚合物,具有無毒、高的熱穩定性、良好的生物相容性 及優良的光學特性,在生物及化學分析中顯示出極大的應用潛能[26-28]。Wang 等[29]利用靜電層層自組裝技 術制備了GNPs 修飾的聚合物電解質涂層PDMS 微芯片,成功分離了神經傳導物質多巴胺和腎上腺素。微 芯片表面被聚合物電解質涂覆后形成陽離子表面,GNPs 與微通道表面間的相互作用能夠改變電滲流的速 率及方向。實驗考察了線型聚乙烯亞胺(LPEI)、聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)、聚烯丙基氯化銨和 殼聚糖等4 種聚合物電解質對分析物分離效果的影響。結果表明,利用LPEI 或PDDA 修飾的微通道能夠 得到更加對稱的峰形和更高的分離效率。與未經修飾的PDMS 微芯片相比,使用GNPs 修飾的LPEI 涂層 微芯片進行分析,多巴胺和腎上腺素的分離度由0.62 增大到1.14,分析時間由55s 增加到100s。隨后,該 研究小組[28]利用相同的方法制備了人血清白蛋白(HSA)修飾的PDMS 微流控芯片,將陽離子聚合電解質 (殼聚糖)、GNPs 和HSA 依次固定在PDMS 微通道表面。以多巴胺、腎上腺素2 種神經傳導物質和對苯 二胺、對氨基酚、對苯二酚3 種環境污染物為模型,對功能化PDMS 微芯片的分離效果進行考察。結果表 明,與未經修飾的PDMS 微芯片相比,蛋白及GNPs 修飾的微反應裝置能夠減少分析物在微通道內壁的吸 附,顯著提高分離效率,同時,GNPs 能夠極大地增強分析靈敏度和電滲流穩定性。Wang 等[30]應用層層自 組裝技術制備了一種GNPs 和半胱氨酸修飾的具可變電滲流的PDMS 微芯片。GNPs 作為雙官能團鏈接劑 通過化學吸附作用將半胱氨酸固定在微通道表面,制備的微芯片結構為:PDMS-PDDAC-GNPs-半胱氨酸。 由于具有兩性表面,微通道的電滲流能夠通過改變運行緩沖液的pH 進行可逆轉換,多巴胺、腎上腺素及 精氨酸和組氨酸等兩類生物分子可通過修飾后的微芯片實現分離。
          2 緩沖溶液添加劑
          在CE 中使用納米粒子作為緩沖溶液添加劑與使用膠束類似,目的在于提供額外的作用位點與分析物 相互作用,參與樣品在柱內的分配和保留。由于具有不需填充或燒結毛細管柱、簡單易行、快速再生及 無固定相殘留效應等優點,近年來吸引了越來越多的研究興趣。不同于膠束電動色譜中溶質可以滲透到 膠束核心的作用機制,納米粒子與溶質間的相互作用常在納米粒子表面發生,既可與表面本身作用,也可 與附著于表面的有機官能團作用。此外,與傳統的膠束相比,納米粒子具有較高的膠體穩定性和較大的比 表面積,不受臨界膠束濃度限制,可在低離子強度的條件下進行CE 操作,有效控制分離電壓和電流引起 的熱效應,將CE 的適用范圍擴展到更寬領域
          Lev 等[15]首次將GNPs 加入緩沖液中作為偽固定相,用于分離芳香胺類化合物。實驗結果表明,GNPs 能夠顯著影響分析物的表觀遷移率及運行緩沖液的電滲淌度,與使用未添加GNPs 的緩沖液相比,分析物 的遷移時間、分離選擇性和峰形均發生較大改變,分析結果的精密度和分離效率有所提升,且GNPs 在濃 度較低時對分離選擇性的影響較大。Chen 等[31]將CE 技術與三個多重聚合酶鏈反應相結合,建立了一種同 時診斷5 種常見的α-地中海貧血缺失的基因分型實驗方法。GNPs 被加入到篩分介質中以增強DNA 片段 在低粘度聚合物中的分離度,實現與未添加GNPs 的高粘度聚合物中相同的分離效率。在最佳實驗條件下, 15 個DNA 片段在11.5min 內實現分離,遷移時間的RSD 小于3%,重現性良好。將21 個患有α-地中海貧 血缺失病人的DNA 用此方法進行分析,所得實驗結果均與使用凝膠電泳所得結果較好吻合。Yang 等[6]將 硫醇化β-CD 修飾的GNPs 添加在緩沖溶液中作為手性選擇劑,對二硝基苯標記的亮氨酸、谷氨酸、纈氨 酸、天冬氨酸4 對氨基酸對映體和撲爾敏、唑吡酮、卡維地洛3 對藥物對映體進行手性拆分。在較低的 GNPs 濃度下( 0.8~1.4mg/mL),分離度達到4.7,理論塔板數高達2.4×105/m,相應的β-CD 在緩沖溶液中 的濃度僅為0.30~0.53mmol/L,遠低于純β-CD 作為手性選擇劑時的最佳濃度15mmol/L,極大的減小了手 性選擇劑的用量。實驗證實,硫醇化β-CD 修飾的GNPs 與分析物之間具有更加充分的相互作用,使得目 標分析物的手性分離效率顯著提升。
          綜述概括了GNPs 在CE 中的應用,指明了其在化合物分離分析方面具有的獨特優勢。GNPs 可被 帶有氨基、巰基和氰基的有機物分子修飾,通過物理吸附或化學鍵合等方式在毛細管內表面形成涂覆層, 結合毛細管蝕刻技術、溶膠-凝膠技術、原位聚合反應和層層自組裝技術等手段提高毛細管柱的相比和樣品 容量,增強固定相與分析物的相互作用,提高分離效率、分析選擇性和方法的可靠性。同時,GNPs 還可 添加在運行緩沖液中作為偽固定相,基于其特殊的性質參與分析物在毛細管內的分配和保留,實現分析物 的有效分離?,F代生物學、醫學、化學、環境科學及工業生產等領域要求相關化學分析具有較高的樣品處 理量和平行的分析策略,盡管GNPs 在CE 中的應用日益廣泛,但仍存在一些制約其發展的因素,如:檢 測靈敏度較低、檢測窗口狹窄、納米粒子自身紫外吸收易產生背景干擾等。
          此外,相對于GNPs 在DNA、 蛋白質、藥物組分等物質的分離分析應用而言,其在對映體分離方面的研究還很有限。未來GNPs 在CE 中將會承擔越來越多的任務,相關研究主要包括以下幾個方面:1. 結合納米科技的進一步發展和各種表征 手段的廣泛使用,進一步控制納米粒子的尺徑、組成和自組裝等;2. 設計、開發以GNPs 為基體的新型雜 化材料(尤其是新型手性選擇劑)并應用于CE 體系,進一步提高分離效率;3. 將各種管柱制備技術結合 (如:毛細管蝕刻技術或溶膠-凝膠技術與納米粒子層層自組裝技術結合),進一步增強納米粒子的裝填密 度和CE 體系分離選擇能力;4. 結合理論分析、技術表征和分子模擬等手段,對GNPs 參與的CE 分離相 關機理進行深入研究;5.建立并結合各種在線富集技術,提高GNPs 參與的CE 分析檢測靈敏度,使之適 用于痕量組分的分離分析,進一步拓展其應用范圍。



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