编辑推荐：

《毛细管电泳技术及应用》因其对CE系统全面的解读，被很多从事CE研究的读者奉为经典，其中的内容被广为引用。本版比前两版内容更系统，也更为实用，新增的第十五章对毛细管电泳常见的技术问题做了细致的解答，相信读者会大受裨益。加之陈义研究员文笔很好，内容可读性非常高。

内容简介：

本版对毛细管电泳原理、仪器、方法和应用作了比前两版更完备的介绍,提供了如何发展和利用毛细管电泳进行物质分离分析的思路、策略、方法和实例。全书分为方法和应用两大部分,前者包括第一到第九章,介绍理论、仪器、分离条件选择、毛细管制备、电渗控制、联用方案、芯片电泳方法、超常毛细管电泳方法等内容;后者包括第十到第十五章,涵盖了手性分离以及从小离子到整细胞等大颗粒物的分离分析应用。

作者简介：

陈义，中国科学院化学研究所研究员，中国科学院大学教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。1981年毕业于厦门大学化学系，获学士学位；1990年获中国科学院化学研究所博士学位，并留所工作至今。主要研究方向为生命分析化学。发表研究论文290余篇，出版专著4部；获专利30余件。曾获“中国化学会青年化学奖”、香港求实科技基金会“杰出青年学者奖”、中科院“青年科学家奖”等。现为Electrophoresis、《分析化学》和《色谱》杂志副主编，《中国科学B》、《高等学校化学学报》、《化学进展》、J. Chromatogr. A、J. Chromatogr. B、Anal.Methods等16种杂志的执行或顾问编委。任北京化学会、北京色谱学会、中国仪器仪表学会分析仪器分会副理事长，中国化学会分析化学学科委员会、色谱专业委员会、有机分析专业委员会、质谱分析专业委员会副主任和IUPAC的Fellow等。

读者对象：

组学研究、糖生物学、生物化学、化学生物学、分子生物学、细胞学等生物或生命科学以及医药、食品、环境、公安侦破、农业、化学和化工等不同领域中的科研人员、教师、研究生、大学生

前言：

写书是一种挑战。为再版而改写一本书则是一种心理极限运动,因为你得在自己的惯性思维中左冲右突,不断地作自我否定。在赴芬兰的飞机上,我终于在飞行的无聊间隙,了结了对全书的自我否定,顿感一阵轻松。正送目窗外,试图越过那天际之弧,窥探宇宙的深邃神秘,却又忽有所感,觉着得为再版写几句交代的话,才算圆满。

书常被赋以许多功能,更寄托着各色情感。说书是一种知识的载体,其实是期待它像圣人,能规范天下,至少能激发出净化心灵的冲动。此何难哉! 或谓之高,如舱外之天际,非我辈所能尔。本书兴许还能勾起读者一丝翻阅之趣。但就为此,也值得鼓勇而为了。

写书难,出错却不难,而改错却是难上加难。书之出错,犹水底潜流,全无声息,察之不易,故乃常发。所谓“无错不成书”是也。如此,书须再版,以便纠错;抑或目标升华,为满足读者之渴望。但本书再版,首先是为纠错,旨在改正以往一些明显的错误;其次是为调整,意在更改一些不合时宜的说法;最后亦为增补内容,以免再读时乏味与无趣。

本版新增了第九章和第十五章,并将原第九到第十三章顺序后移,变为第十到第十四章。此举意欲架构一个相对完整的毛细管电泳理论与方法体系。当然,细心读者很快就会发现,本版并未包括电泳大厦中的另外一块基石,即非线性电泳(包括介电电泳)。它原本是纳入计划的,并已写就了不小篇幅,但看内容甚为庞大,若不压缩,便会喧宾夺主;倘若压缩,又恐表述过简,读之费解。几经斟酌,最后决定割舍,留作下一次再版(或许有?)的诱饵吧。这次就对不住大家了。

在新增的第九章中,重点介绍了毛细管电泳向超高压、超快速或超高效发展的理论和实际研究结果。它们颇为有趣,但尽管早在20世纪90年代初就已出现,其研究却从未形成高潮,时断时续,至今还像是一片尚待开发的处女地。超高压电泳计较的并非速度,而是效率。它离实用颇远,却又极富理论把玩价值。与此不同,超快毛细管电泳既显高端,又可实用,很好地体现了毛细管电泳的本色。它本该发挥重要作用,但又阴差阳错,被微流控芯片淹没了。其实,超快毛细管电泳实施简便,成本划算,实非微流控芯片可比;它耗样微渺,联用简便,亦超乎芯片之上。以其快速、高效、经济之特质,超快速毛细管电泳当可成为高通量分离分析的新平台。目前各类组学研究正遇方法学短板,芯片还一时难解燃眉之急,超快毛细管电泳正可为之。本版因之加以鼓吹。

在第十五章中,收罗了不少毛细管电泳读者和用户多年以来所提出的各色问题。它们看似简单,实则颇难回答。本版不揣冒昧,特予归纳解答。或许有用,望有心人留意。

本版还对全书文字叙述作了较大调整,有删除的,有补充的,有改写的,只为客观。但全书行文风格并未统一。这需要有一段完整的时间,才能刀砍斧劈,贯通前后。待以后再寻机会吧。

在第二章中,对一些理论表述作了调整,明确了速度矢量和淌度标量等概念;增补了基于时间和电通量的谱图表述方案。后者可为毛细管电泳正名:非其不重现尔,实乃表示不得法也。另外还简要介绍了扩散谱方法,亦可玩味。

在第四章中,加写了关于电泳条件的优化策略,重点是多参数的数学优化方法。这些内容不新,但有用,是为省时、省力、省钱之法。本书特予介绍,意在提醒,不在知识本身。

为尽可能减少错误,还邀请了郭振朋、许吉英副研究员,带领我的学生陈蕴、胡飞驰、李冬梅、刘婵娟、刘翠梅、王霄、杨薇等,通读本版全文,仔细找错。虽难尽,已用心。还有,本书中的许多工作受到了国家自然科学基金、科技部和中国科学院等的资助。在此一并致以谢忱!

本书不再使用“编著”一词而只用“著”字,以明实情。“编著”云云不合文意。编乃汇编之省,取原文结集,多不改动,本书从未作此勾当。著乃写也,写并非不能引用他人之语,此中外皆同,否则故事、小说、政论皆不能成尔! 故用之。

总而言之,书若再版,便与原样皮同而质异了。譬如飞行,云卷云舒,一去千里。希望读者感知变化,觅踪享受。还有一句老调重弹之语,便是期盼高人赐以宝贵建议!

陈 义

中国科学院大学岗位教授

2015年8月29日星期六

作于赴芬兰赫尔辛基飞行途中

目录：

第一章　绪言

第一节　概述 1

　一、历史回顾 1

　二、发展动向 2

第二节　电泳和色谱 3

第三节　毛细管电泳模式与分类 4

第四节　毛细管电泳的特点 5

参考文献 7

第二章　毛细管电泳理论基础

第一节　分离过程 9

　一、一般过程 9

　二、差速分离过程 10

　三、数学描述 11

第二节　基础概念 12

　一、电泳 13

　二、电渗 14

　三、相分配 17

　四、分离速度与分离模式 17

第三节　分析窗口 18

第四节　理论效率 18

　一、效率方程 18

　二、峰展宽因素 19

第五节　电泳谱图表示方法 21

　一、时间谱 21

　二、电量谱 22

　三、扩散谱 22

参考文献 24

第三章　毛细管电泳仪器

第一节　仪器基本结构 26

第二节　进样单元 27

　一、进样机构 27

　二、进样方法 28

　三、进样误差 30

第三节　毛细管灌洗单元 30

第四节　电流回路 30

　一、电源 31

　二、电极槽与电极 31

　三、导线 31

　四、电解质溶液 31

　五、毛细管 31

第五节　控温单元 32

　一、风冷 32

　二、液冷 32

第六节　检测器 32

　一、检测窗口制作 33

　二、紫外吸收检测器 33

　三、激光诱导荧光检测器 35

　四、高频电导检测器 37

第七节　数据记录与处理 41

参考文献 41

第四章　分离条件的选择与优化

第一节　毛细管电泳模式选择 43

第二节　基本操作条件选择 44

　一、电压 44

　二、温度 45

　三、毛细管 45

　四、进样与聚焦进样 46

　五、检测 49

第三节　分离介质选择 50

　一、CZE 介质选择 50

　二、CGE 与NGCE 介质选择 53

　三、MEKC 介质选择 55

　四、其他模式介质选择 57

第四节　条件选择流程 58

第五节　条件优化与寻优实验设计 59

　一、实验设计概述 60

　二、常用实验设计方法 60

参考文献 65

第五章　毛细管柱制作技术

第一节　涂层技术 66

　一、动态吸着 67

　二、物理涂布 67

　三、化学涂布 68

　四、溶胶-凝胶涂布 74

　五、吸附与化学交联联用 75

第二节　凝胶毛细管制备 78

　一、基本问题 78

　二、解决策略 78

　三、琼脂糖凝胶毛细管制备 79

　四、聚丙烯酰胺凝胶毛细管制备 79

　五、梯度聚丙烯酰胺凝胶毛细管制备 83

第三节　电色谱毛细管柱制备 84

　一、填充柱制备 85

　二、整体柱制备 86

第四节　特殊技术 90

　一、塑料扁毛细管制作 90

　二、毛细管吹泡与弯折 90

　三、化学刻蚀 90

　四、毛细管拼接 91

参考文献 91

第六章　电渗控制

第一节　理论控制方法 94

第二节　常用控制方法 95

　一、添加剂法 95

　二、涂层法 98

第三节　电磁场控制法 99

　一、双电源套管法 99

　二、电离气室法 101

　三、导电外涂层法 101

　四、恒电位控制法 101

　五、四电极控制法 101

　六、电渗的电场控制理论 105

第四节　电渗控制在分离中的应用 108

　一、调节电泳速度 108

　二、改善分离度 109

　三、调控电渗流量 110

第五节　电渗测定方法 110

参考文献 111

第七章　联用技术

第一节　二维毛细管电泳 113

　一、二维电泳的特点 113

　二、二维接口 114

　三、LC-CE  115

　四、NGCE-MEKC  116

　五、芯片二维技术 118

第二节　毛细管电泳与质谱联用 119

　一、概况 119

　二、联用类型 119

　三、在线CE-MS  120

　四、离线CE-MS  130

　五、应用 130

第三节　毛细管电泳与核磁共振联用 135

　一、核磁共振原理 135

　二、CE-NMR 装置 138

第四节　毛细管电泳与拉曼光谱联用 144

　一、在线联用 144

　二、离线联用 145

　三、离线CE-RS 操作要点 146

参考文献 149

第八章　芯片电泳

第一节　概述 154

第二节　芯片电泳类型 154

　一、基本概念 154

　二、主要类型 155

　三、串联集成芯片 155

　四、通道并联芯片 156

第三节　芯片制作 158

　一、制作原理与方法 158

　二、芯片制作实例 161

第四节　芯片电泳检测技术 Tm[<0c94>168

　一、静态LIF  168

　二、扫描LIF  168

　三、高频电导 169

　四、接触式电化学检测 171

第五节　芯片电泳的进样与分离方法 173

　一、交叉通道电动进样 173

　二、分离 176

　三、电源 177

第六节　特殊技术 177

　一、整体柱 177

　二、其他技术 181

第七节　应用 181

　一、概况 181

　二、蛋白质快速分离 182

　三、DNA 分析之PCR-CE 芯片 184

　四、阵列高通量分离 188

　五、宇宙空间探测分析及其他 191

参考文献 191

第九章　超常毛细管电泳

第一节　超高压毛细管电泳 195

　一、实验装置 195

　二、分离效果 197

第二节　超短毛细管电泳 199

　一、理论依据 199

　二、超短区带进样 199

　三、极限效果 202

第三节　光子晶体毛细管电泳 203

　一、概述 203

　二、光子晶体概念 204

　三、光子晶体研究沿革 204

　四、光子晶体制备技术 205

　五、基于光子晶体的高效快速分离 208

第四节　其他非常规CE 方法 209

　一、同步循环毛细管电泳 210

　二、超大孔毛细管电泳 210

　三、超细孔毛细管电泳 211

参考文献 212

第十章　手性毛细管电泳

第一节　手性分离原理 215

　一、手性分离基本策略 215

　二、手性消除 215

　三、手性环境 216

　四、不同分离模式手性环境构建 219

第二节　手性分离条件选择 223

　一、基本原则 223

　二、选择策略 223

第三节　二元手性添加剂 226

　一、二元手性添加剂组合原理 226

　二、氨基酸对映体分离 227

第四节　手性CE 的应用与发展动向 230

参考文献 232

第十一章　蛋白质分析

第一节　基本概念 235

　一、蛋白质质量与淌度的关系 235

　二、等电点 236

　三、吸附 236

第二节　蛋白质吸附的抑制 236

　一、管壁惰化 237

　二、样品预处理 237

　三、缓冲液改性 237

第三节　尺寸分离分析 238

　一、筛分介质选择 239

　二、缓冲液选择 240

　三、进样方法、电泳温度与其他条件选择 241

第四节　等电聚焦 243

　一、操作模式 243

　二、谱图记录方法 244

第五节　亲和毛细管电泳 246

　一、基本原理 246

　二、基础方法 246

第六节　微量制备 247

　一、单次收集 247

　二、多次收集 248

　三、多次收集-单次纯化 248

第七节　应用 248

　一、促红细胞生成素肽谱分析 248

　二、分子量测定 248

　三、等电点测定 251

　四、其他应用 253

第八节　CE 在蛋白质组学研究中的应用 253

　一、蛋白质组研究的基本挑战 253

　二、CE 方法特点 253

附记：蛋白质组学基础研究方法发展回放 255

参考文献 256

第十二章　DNA 及其碎片分析

第一节　DNA 及其片段分离的基础 258

　一、CE 模式选择 258

　二、筛分介质选择 259

　三、缓冲液选择 261

　四、样品处理、进样及检测 261

第二节　基本应用 262

　一、核苷酸分析 262

　二、寡聚核苷酸与单链DNA 片段分析 265

　三、双链DNA 分析 267

第三节　DNA 测序 272

　一、测序战略 273

　二、比长测序原理 273

　三、CE 测序基本流程 275

　四、应用 277

参考文献 280

第十三章　糖及其缀合物分析

第一节　概述 282

　一、糖的分类 282

　二、糖分析的问题与进展 282

第二节　糖CE 的基本策略 283

　一、络合带电 283

　二、强碱电离 285

　三、衍生带电 285

第三节　糖的检测 285

　一、非衍生糖的检测 286

　二、糖的衍生检测 287

第四节　糖的电泳分离 289

　一、基本分离条件 289

　二、单糖电泳 290

　三、寡糖电泳 290

第五节　糖缀合物的电泳分离 293

　一、神经节苷脂分离 293

　二、糖蛋白微观不均一性分析 296

参考文献 301

第十四章　大颗粒与小离子样品CE

第一节　红细胞电泳 303

　一、背景 303

　二、细胞的特点与电动原理 304

　三、血红细胞制备 304

　四、电泳操作 305

　五、基本结果 306

　六、血红细胞电泳的问题与克服方法 307

第二节　细菌及其他颗粒物电泳 308

　一、细菌分离的关键条件 308

　二、细菌CE 应用 311

　三、其他颗粒物CE  312

第三节　单细胞分析 314

　一、单细胞进样技术 314

　二、应用 317

第四节　离子CE  319

　一、直接检测 320

　二、间接检测 321

参考文献 323

第十五章　常见问题解答

第一节　基础理论相关问题 326

第二节　仪器相关问题 330

　一、进样单元相关问题 330

　二、分离单元相关问题 331

　三、检测单元相关问题 334

第三节　操作参数选择问题 336

第四节　综合问题 337

第五节　问题排查路线图 338

　一、不重现 338

　二、不高效 338

　三、不灵敏 339