毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)具有高分离效率、高分离度、快速、易于自动化以及样品需求量少的特征,是分离带电生物大分子最有效、最广泛的技术之一。用筛分介质分离生物大分子可以获得理想的分离效果,但是分离不同物质的筛分介质需要具有不同的性能。在DNA的分离及测序过程中,筛分介质的性能直接影响DNA分子的迁移特性、分离度、可读长度以及重现性等,因此分离介质的研究是DNA分离与测序工作中最重要的组成部分之一。理想的DNA筛分介质需要具备如下的特征:高筛分性能、动态涂覆能力以及低粘度。在目前所研究过的聚合物中,线性聚丙烯酰胺(LPA)对DNA链段的筛分能力最高。但是LPA没有涂覆能力,不能阻止DNA分子在毛细管壁上的吸附。用毛细管电泳分离蛋白质,由于毛细管内表面的硅羟基电离(pH>3)形成带负电的吸附点,使管壁对蛋白质尤其是碱性蛋白质产生强烈的吸附,导致峰拖尾、峰形展宽、分离效率与迁移时间的重复性下降,甚至形成不可逆吸附使分离无法进行。为了有效地分离蛋白质,最有效的方法就是对毛细管电泳柱进行涂覆。聚合物涂层涂覆速度快,而且涂层可再生,因而得到广泛研究。通过物理吸附方法改性毛细管壁的聚合物包括聚环氧乙烷(PEO),聚乙烯醇(PVA),聚N, N-二甲基丙烯酰胺(PDMA),聚羟乙基丙烯酰胺(PHEA)等,其中PDMA的涂覆能力最好。既然CE是分离生物大分子的有效手段,研究出一种可以同时分离多种生物大分子(单链DNA(ssDNA),双链DNA(dsDNA),蛋白质)的介质就非常重要。基于上述讨论,我们得出结论:可以用于蛋白质和DNA分离的聚合物介质必须同时满足高筛分能力和动态涂覆能力。本论文在此基础上,主要进行了如下的研究工作:一、用银纳米粒子对LPA(4.60 MDa)与PDMA的准互穿网络(quasi-IPN)进行改性,合成了聚合物/银纳米粒子复合筛分介质,对标准DNA样品BigDye Teminator V 3.1进行测序研究,并研究了银纳米粒子的浓度对测序结果的影响。二、高分子量的LPA不利于dsDNA分离,在本文中用异丙醇做链转移剂合成了低分子量的LPA(<1.00 MDa),将由低分子量的LPA与PDMA组成的准互穿聚合物网络首次用于分离dsDNA。主要通过改变quasi-IPN的浓度、分离电场强度、LPA的分子量以及丙烯酰胺(AM)与N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)在聚合物中的比率来研究这种具有很强的筛分能力和优秀的毛细管涂覆能力的聚合物网络对dsDNA分离的影响。三、该聚合物除了具有良好的筛分性能,还具有好的涂覆性能。因此,在本论文中,我们对quasi-IPN分离蛋白质的能力也进行系统地研究。利用这种聚合物涂层毛细管分离了碱性蛋白质、中性蛋白质和酸性蛋白质,发现这种涂层能有效地减少蛋白质的吸附,稳定电渗流,得到比较好的分析结果。该涂层对复杂生物样品中的蛋白质也具有较好的分离效果。