核酸电泳仪：几款基于毛细管电泳原理的核酸分析仪的比较

　　几款基于毛细管电泳原理的核酸分析仪的比较

　　1.毛细管电泳原理及发展史

　　毛细管电泳(capillary electrophoresis， CE)，又叫高效毛细管电泳(HPCE)是利用带电性不同的粒子在电场中迁移，在泳动过程中物质的各组分被分离。被分离物质的迁移率取决于分子的结构、形状和电荷数量等因素，同时受溶液pH值、离子强度、粘度和两性电解质因素的影响。是近年来发展最快的分析方法之一。

　　1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75μm内径毛细管柱内用高电压进行分离，创立了现代毛细管电泳。1984年Terabe等建立了胶束毛细管电动力学色谱。1987年Hjerten建立了毛细管等电聚焦，Cohen和Karger提出了毛细管凝胶电泳。1988～1989年出现了第一批毛细管电泳商品仪器。从此，由于CE符合了以生物工程为代表的生命科学各领域中对多肽、蛋白质(包括酶，抗体)、核苷酸乃至脱氧核糖核酸(DNA)的分离分析要求，得到了迅速的发展。

　　2.传统电泳的不足及毛细管电泳的优点

　　经典电泳技术虽然对生物化学的发展起了重要的推动作用，但是传统的电泳存在诸多弊端如解析度不佳、灵敏度差、重現性差、、电泳中的有害物质核酸染料废弃物处理麻烦、定量困难、各式药品保存及品质管理复杂、多样仪器操作及管理:配胶/制胶/电泳/UV灯/照相/软件分析等 、人工判读没有统一标准、后续资料处理复杂、资料保存困难，已经很难满足现代生命科学研究的要求。

　　随着科技的进步基于毛细管电泳技术新仪器设备也被广泛的研发出来，其克服了传统凝胶电泳实验的一些弊端，具有高通量、高分辨率、高灵敏度、全自动、标准化、无污染等优点，赋予了其强大的检测分析功能，帮助科研工作者提高效率，及研判实验的准确性。

　　3. 几款核酸分析仪的比较

　　现在市面上比较流行的利用毛细管电泳技术对dsDNA、RNA进行分离的核酸分析仪有安捷伦公司的2100生物分析仪、凯杰公司的QIAxcel系统、伯乐公司的Experion系统还有来自祖国宝岛台湾光鼎公司的Qsep100系统。虽然他们都是基于毛细管电泳的原理设计的，但是每个机器的具体性能都不尽相同，下面我们来逐一针对他们的具体性能给大家进行一个详细的分析。

　　3.1应用范围

　　首先我们先从大的应用和实验目的入手，凡是我们的实验手段是使用传统电泳的方法去检测dsDNA和RNA为目的，像遗传分析研究：PCR产物/酶切产物尤其是多重PCR产物检测、SSR、RFLP、STR、基因组缺失/扩增分析、图位克隆等。QC质量检验: 质粒，Gemonic DNA，DNA ladder，引物等质量检验。医学研究检测部门：定性PCR或SSR为基础的遗传性疾病研究及检测。 基因表达研究：RNA定性定量检测、cDNA文库构建、克隆鉴定等。 基因芯片实验室：RNA分析和定量、判断cRNA和cDNA扩增反应的有效性，可以帮助基因芯片实验室进行DNA/RNA定性和定量分析。以上四款核酸分析系统都可以被用来帮助我们代替传统的电泳的功能，只不过是看哪款机器更适合自己的实验目的。其中在这四款机器中，安捷伦公司的2100生物分析仪、伯乐公司的Experion系统可以适用于DNA、RNA、Protein的分析；而凯杰公司的QIAxcel系统还有台湾光鼎的Qsep100系统适用于DNA、RNA的分析。

　　3.2检测范围及通量

　　四款机器在对检测片段范围的没有太大的差异，主要集中在15bp-12k之间。在检测的通量方面，2100生物分析仪和Experion系统是比较低的，最多每次检测12个样本量；QIAxcel系统最多可以检测96个样本，卡夹基于高通量的设计，为了是使用更合理和更经济，每次建议上样量应为12个样本的倍数；而Qsep100系统采用是单卡夹上样设计，使得检测样本的通量更灵活，1-108个样本检测都是可以。

　　3.3检测时间

　　检测的时间上，2100生物分析仪和Experion系统均是30-40分钟检测12个样本；QIAxcel系统是每12个样本耗时3至10分钟（高通量设计）；而Qsep100系统每个样本的检测时间为2-7分钟。

　　3.4耗材情况及成本计算

　　在试剂耗材使用上面，四款仪器都是使用的一次性的耗材。其中2100生物分析仪和Experion系统采用的均是芯片式上样，使用者需要将样品点入芯片内然后再上机检测；而QIAxcel系统还有Qsep100系统采用的是卡夹方式上样，使用者仅仅将样品放入样本台，启动程序后卡夹会自动上样检测。从便利上看QIAxcel系统还有Qsep100系统有一定优势，节省实验人员的时间，和劳动强度，不会出现加错样的情况。

　　在耗材的价格方面，纵观四台机器，台湾光鼎的Qsep100系统占有绝对的优势，其卡夹具有专利的整合性胶体试剂卡夹设计(如白板笔大小)，一只卡夹可对最多200个样品进行检测，每个样本的检测成本低至2元RMB。而性芯片设计的耗材，每个芯片上包含12样本孔的一次性的设计成本高达250-300 RMB左右。QIAxcel系统的卡夹，虽然比芯片的价格低，但是相比较Qsep100系统的卡夹而言也是贵出几倍多。

　　针对上述四款机器的一些主要特征，如下表格给出一个汇总，大家可以根据自己的经费，及具体实验的目的选择适合自己的实验，以提高实验的工作效率，做出更精确的科研结果。