文獻回顧

電泳技術發展百年多的歷史，早在 1808 年就發現電泳現象，但在 1937 年才發展成為一種分離方式由瑞典科學家 Tiselius 設計了世界上第一台自 由電泳儀，建立了移界電泳法 (moving boundary, EP)，成功地將人類血清 蛋白質分離，使得人們更了解血清的成份，藉此偉大突破發展，在 1948 年更榮獲諾貝爾獎[1]。1979 年 Mikkers[3]提出以 200 m 內徑的玻璃毛細 管和聚四氟乙烯毛細管進行區帶電泳 (zone electrophoresis) 試驗，成功利 用較小內徑的毛細管來控制焦耳熱。

1981 年，Jorgenson 和 Lukacs[4]提出以內徑 75 µm 的玻璃毛細管柱，

在充滿緩衝溶液的毛細管兩端施加 30 kV 的電壓來分離衍生化的胺基酸，

度 (critical micelle concentration, CMC)以上時，界面活性劑形成微胞，利 用中性物質在微胞相及溶液相間不同的分配係數而達到分離的效果。

1987 年，Cohen 和 Karger[6]將傳統的凝膠電泳技術應用在毛細管，提 出了毛細管凝膠電泳技術 (capillary gel electrophoresis)。此外還有利用不 連續的緩衝溶液系統所造成的電場差異使得分析物依照其在不同電場下 有 不 同 的 電 泳 速 率 進 行 分 離 ， 稱 為 毛 細 管 等 速 電 泳 法 （ capillary isotachophoresis, CITP）技術[7]。

由於毛細管電泳技術具有：（1）分離效率高；（2）樣品用量少；（3）

分析速度快等特性，近年來毛細管電泳得以在各方面應用持續發展，為人 類帶來更多的貢獻。

近年來，毛細管電泳 (Capillary Electrophoresis, CE)已成為分析化學領 域中發展最快的一種微量分離技術。其原理是將帶有不同電荷或質量的離 子，利用其質荷比的不同，在緩衝溶液中受到外加直流電場的作用時會產 生不同的遷移速率，進而達到分離的目的。同時，毛細管電泳較傳統電泳 更為特殊的就是電滲(Electroosmosis，EO)之存在，其泳動模型如圖 4 所 示。在分析過程中，由於緩衝容受到電雙層(Electric Double Layer, EDL) 所產生之影響，在兩端施加直流電場而形成之電滲流，這一個現象使得中 性物質被緩衝液帶動而不是被電場影響而泳動。毛細管電泳中存在之電泳 (Electrophoresis, EP)加上電滲將得到的遷移率(Migration)，為整個分析過

程時間長短的一項重要依據。

數位流體乃是近年來發展出來的全新概念，2001 年 T. B. Jones 提出之 液體介電泳(Liquid Dielectrophoresis, LDEP)[8]為一利用不均勻電場使液 體極化而趨向高電場的現象，而 T. B. Jones 也首先用此現象製造出一條

2008 年邵啟煥等人首度提出 CE-LDEP[10]，將毛細管電泳整合進 LDEP 形成之虛擬流道(Virtual Channel)並利用此一元件分離不同長度 之 DNA(圖 5)，使用開放式流道(Open Channel)有利於終端檢測分析並 可搭配前述之數位流體技術整合成數位式流體晶片，此外也利於進樣 (Inlet)取樣(outlet)，這是在封閉管路中較不易達成之結果。然而，分離 結果解析度不佳，也是需要改進之缺點之一。綜觀以上文獻整理成圖表 如下(圖 6)

圖 4 毛細管電泳泳動模型

圖 6 文獻回顧整理