毛細(xì)管電泳(CE)常用的檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)具有特定特性的分析物。例如，熒光檢測(cè)器只能檢測(cè)發(fā)出熒光的分析物，紫外線檢測(cè)器只能檢測(cè)吸收紫外線的分析物，而安培檢測(cè)器只能檢測(cè)在電極上可被氧化或還原的分析物。即使是通常被認(rèn)為是通用檢測(cè)技術(shù)的質(zhì)譜儀，也只能檢測(cè)可以通過(guò)電噴霧電離有效地轉(zhuǎn)化為離子的分析物。

回音圓廊的折射原理

可以與毛細(xì)管電泳一起使用并且真正通用的一種檢測(cè)技術(shù)是折射率(RI)檢測(cè)。在這種檢測(cè)技術(shù)中，當(dāng)光穿過(guò)毛細(xì)管電泳緩沖區(qū)中的分析物時(shí)會(huì)產(chǎn)生折射，通過(guò)對(duì)所引起的彎曲或折射程度的變化來(lái)檢測(cè)分析物。問(wèn)題在于，折射率檢測(cè)并不是特別敏感，尤其是在小規(guī)模的毛細(xì)管電泳中。

倫敦圣保羅大教堂的圓頂

天壇回音壁

但是，有一種方法可以利用所謂的“回音圓廊”效果來(lái)增強(qiáng)折射率檢測(cè)的靈敏度。就像聲波可以在圓形空間中反彈一樣，例如倫敦圣保羅大教堂的圓頂以及北京天壇的回音壁，由于聲音的折射，可以在空間的一側(cè)清晰地聽(tīng)到另一側(cè)的對(duì)話。特定波長(zhǎng)的光可以圍繞圓形結(jié)構(gòu)反彈，最終被俘獲。被俘獲的特定波長(zhǎng)取決于周?chē)橘|(zhì)的折射率。

散射光的監(jiān)測(cè)

通過(guò)將激光照射在與毛細(xì)管電泳緩沖液接觸的圓形結(jié)構(gòu)上，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)散射光來(lái)檢測(cè)由分析物引起的緩沖液折射率的任何變化。為此，散射光將丟失在圓形結(jié)構(gòu)中被俘獲的波長(zhǎng)的光，該波長(zhǎng)的光將隨著折射率的變化而變化。幾個(gè)研究小組表明，這種方法行之有效，他們已經(jīng)使用了專(zhuān)門(mén)定制的設(shè)備(例如用于俘獲光線的小玻璃球)來(lái)實(shí)現(xiàn)了這一目的。

現(xiàn)在，來(lái)自美國(guó)安阿伯市密歇根大學(xué)的John Orlet和Ryan Bailey使用市售設(shè)備進(jìn)行了同樣的操作，從而提供了一種更簡(jiǎn)單，更方便的方法來(lái)進(jìn)行毛細(xì)管電泳敏感的折射率檢測(cè)。該設(shè)備是美國(guó)一家名為Genalyte的公司生產(chǎn)的硅光子微環(huán)諧振器陣列。它由兩個(gè)由四個(gè)圓形硅環(huán)的16個(gè)簇組成的通道組成，每個(gè)環(huán)可以俘獲入射的激光。

Genalyte將這些陣列用于醫(yī)學(xué)診斷，因?yàn)楫?dāng)諸如生物標(biāo)記的分子結(jié)合到環(huán)上時(shí)，被環(huán)俘獲的光的波長(zhǎng)也會(huì)改變。但是Orlet和Bailey意識(shí)到，這種陣列有可能成為與毛細(xì)管電泳一起使用的理想折射率檢測(cè)器。為了將陣列變成這樣的檢測(cè)器，兩名研究人員將其容納在連接到兩個(gè)毛細(xì)管的流通池中。被毛細(xì)管電泳分離的分析物通過(guò)第一個(gè)毛細(xì)管遷移到流通池中，然后離開(kāi)毛細(xì)管并通過(guò)陣列的兩個(gè)通道進(jìn)行檢測(cè)，然后再通過(guò)第二個(gè)毛細(xì)管流出流通池。

糖和咖啡因的成分檢測(cè)

Orlet和Bailey首先在山梨糖上測(cè)試了這種設(shè)置，發(fā)現(xiàn)該陣列可以檢測(cè)到濃度低至15毫摩爾的分析物，并且陣列響應(yīng)的大小隨濃度而變化。接下來(lái)，他們嘗試了兩種簡(jiǎn)單的混合物，一種包含甘露糖、乳糖和果糖，另一種包含小分子乙酰膽堿、咖啡因和熒光素。在這兩種情況下，混合物均通過(guò)毛細(xì)管電泳分離，并通過(guò)陣列檢測(cè)其單個(gè)成分。但是，因?yàn)槊總€(gè)簇都可以檢測(cè)到分析物，所以該陣列還可以監(jiān)控它們沿通道的通過(guò)，從而記錄其遷移速度，從而提供有關(guān)分析物的其他信息。

最終，Orlet和Bailey表明，該陣列可以檢測(cè)通過(guò)毛細(xì)管電泳分離的三種蛋白質(zhì)——肌紅蛋白、血紅蛋白和 -乳球蛋白，證明它也可以與生物分子一起使用。他們現(xiàn)在正在研究各種方法來(lái)進(jìn)一步提高其新型折射率檢測(cè)器的靈敏度，包括通過(guò)改善毛細(xì)管裝配到流通池中的方式以及將特定生物分子的俘獲劑附著到陣列中的環(huán)上。

符斌供稿