膠體在高分子溶液中之泳動行為:毛細管電泳(I); Migration of Colloids in Polymer Solutions in Capillary Electrophoresis(I)

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題名:	膠體在高分子溶液中之泳動行為:毛細管電泳(I);Migration of Colloids in Polymer Solutions in Capillary Electrophoresis(I)
作者:	曹?光
貢獻者:	化學工程與材料工程系
關鍵詞:	化學工程類
日期:	2006-07-01
上傳時間:	2010-12-06 15:03:36 (UTC+8)
出版者:	行政院國家科學委員會
摘要:	對於物理與生物學家而言，膠體粒子或聚電解質的電泳一直是他們相當感興趣的研究題目。例如，長久以來，這些領域藉著泳動度的不同，外加電場進行溶液中膠體粒子的分離。在凝膠中進行電泳分離開啟了數十年來成功地應用電泳的大門。對於生物分子的分析，例如蛋白質和去氧核醣核酸，『凝膠電泳』可能是最常使用的工具。事實上，若不是凝膠電泳的發現，『分子生物學』不可能有今日的發展與成就。一個近年來新發展的電泳技術，才被生物界認同使用數年，就是在狹小的孔道中進行分離。這類『毛細管電泳』或微晶片電泳的優點是極佳的散熱(高電壓所產生的焦耳熱)和對流的降低。這種條件允許高電壓的使用(典型壓降為200-300 伏特/公分)及可以不使用凝膠做為電泳時的篩選媒介。此外，借助層析分析的技術，樣品可以自動化的注入，而同時可利用紫外光或雷射引發的螢光進行現場偵測。這些特性具有快速分離、高精準度分析、操作容易、和產量大等的優點。事實上，數列式毛細管電泳是人類基因序列分析工作提前完成的最大功臣。不過，細小毛細管電泳的使用使得我們必鬚根本性地重新評估電泳的篩選媒介與分離機制。舉例而言，將永久性的凝膠放置於小毛細管內，正如同目前用於片板型凝膠的電泳裝置，會引起許多的問題，包括阻塞、凝膠破裂、或氣泡生成等。雖然傳統的電泳裝置無法使用流體做為篩選媒介；但毛細管電泳卻提供此一可能性。所以，目前我們必須重新發展毛細管電泳分離的根本物理與機制。在一九八零年以後，由於研究重點朝向去氧核醣核酸的序列分析，毛細管電泳中的凝膠已迅速地被交互纏結的高分子溶液(高濃度)所取代。由於不帶電高分子溶液泳的製備容易(可連續再使用的篩選媒介)，且使用壽命長，目前含凝膠的毛細管已完全被含高分子溶液的毛細管所替代。在針對毛細管電泳或微晶片電泳設計篩選媒介時，黏度是很重要的考量因素。現在，所謂的毛細管凝膠電泳是採用物理凝膠，即在操作緩衝溶液內溶入非化學性交聯(物理性交互纏結)的高分子。現在市面上可購買的水溶性高分子幾乎都曾被試用於不同長度聚電解質的分離實驗。使用水溶性高分子的高成功率代表著電泳分離機制的普遍化特性應植基於高分子溶液的物理。當高分子溶液的濃度遠低於交互纏結的臨界濃度時，不帶電高分子所形成的纏結網路應不可能生成，所以應無法達到分離不同長度的聚電解質的目的。然而在一九九三年，巴龍等人展示：在高分子濃度兩個數量級低於臨界纏結濃度的條件下，雙股去氧核醣核酸依然可以被電泳分離。這結果顯示：在稀薄高分子溶液內，聚電解質的電泳分離機制應不同於在交互纏結的高分子溶液內的電泳分離機制。多年來，我們實驗室研究膠體溶液的靜電特性和電動現象，經驗豐富。近年來，本實驗室也探討水溶性高分子溶液的物理行為，成果也頗豐碩。我們同時具有實驗(物理性)與理論(分子模擬)研究的經驗。在這三年期的計畫中，我們將探討含高分子溶液的毛細管電泳的微觀機制。泳動的膠體包含緊實的球體(例如蛋白質或乳膠粒子)與線性聚電解質(例如去氧核醣核酸)，而高分子溶液的濃度則從稀薄、半稀薄，至高濃度。我們的目的是針對目前該領域所遭遇的困難與挑戰，提供可能的解釋或解決方法。研究期間：9408 ~ 9507
關聯:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
顯示於類別:	[化學工程與材料工程學系 ] 研究計畫

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