由于具有快速、高效、微量以及易于自动化等优点,毛细管电泳(CE)已迅速发展成为分析生化领域重要的技术手段。CE在人类基因组计划中发挥过重要作用,并在后基因组时代日益广泛地运用于各种组学的研究中,如基因组学、蛋白组学、糖组学、代谢组学等。在蛋白质分析过程中,毛细管壁对蛋白质的吸附现象严重制约了CE在蛋白组学中应用,是亟待解决的分析问题。目前,抑制蛋白质吸附最有效的办法是对毛细管壁进行涂层。涂层材料的性质直接影响着其抑制蛋白质吸附的能力。本论文将阳离子纤维素及其支持的纳米材料作为涂层研究对象,探讨涂层材料的结构与其抑制蛋白质吸附能力之间的关系,以期发展环境友好、生物相容性好的新涂层材料,拓展毛细管电泳技术在蛋白质分析中的应用。基于这个目的,本论文开展了以下工作：1.使用季铵化纤维素(QC)作为毛细管动态涂层分离碱性蛋白质。研究发现,QC不仅可以屏蔽毛细管内壁解离的硅羟基,而且能够静电排斥碱性蛋白质,从而抑制蛋白质吸附。极低浓度的QC即能逆转毛细管内表面电荷,产生稳定的反向电渗流。季铵基团取代度是QC涂层能力的关键因素,提高QC的季铵基团取代度能够增强其涂层能力,缩短分析时间,更加有效地抑制蛋白质吸附。通过调节QC浓度、分子量、季铵基团取代度以及背景电解质pH值可以对电渗流进行调控以适应分离不同蛋白质的要求。在QC涂层的毛细管中,五种碱性蛋白质在较宽的pH范围内均得到高效分离,表明QC是性能优良的涂层材料。2.建立了一种毛细管电泳分析牛奶中乳铁蛋白含量的新方法。牛乳铁蛋白是一种具有众多生理活性的糖蛋白,因在牛奶中的含量低,定量分析较困难。采用离子交换树脂对牛奶中的乳铁蛋白进行萃取后,运用QC动态涂层毛细管电泳来测定乳铁蛋白含量。QC动态涂层能有效抑制毛细管壁对乳铁蛋白的吸附,减少其它蛋白的干扰。通过对萃取和电泳分析条件的优化,实现了对牛奶样品中乳铁蛋白的毛细管电泳紫外检测定量分析。该方法分析速度快、分离效率高、所需牛奶样品少,可望应用于生物样品中乳铁蛋白的分离分析。3.将季铵化纤维素保护的金纳米粒子QC-Au NPs用于毛细管涂层分离碱性蛋白质。研究表明,QC可以有效地分散和稳定金纳米粒子(AuNPs),形成QC保护的金纳米粒子复合物(QC-Au NPs)。AuNPs能够与毛细管壁吸附,或减少QC的纠缠聚集,使更多的季铵基团暴露出来,增强材料抑制蛋白质吸附的能力。QC-Au NPs结合了QC与AuNPs的优点,能够产生比QC相比更强的反向EOF。在中性和偏碱性的条件下,分离蛋白质效果优于QC。在应用研究中,成功分析了从蛋清中提取的溶菌酶,表明QC-Au NPs是一种具有应用潜力的毛细管动态涂层材料。4.使用疏水改性季铵化纤维素(HMQC)作为毛细管动态涂层分离碱性蛋白质。研究结果显示对季铵化纤维素再改性引入十六烷基,调谐了QC的亲疏水性,使其在静电相互作用、氢键作用的基础上增加了疏水相互作用,从而增强了涂层能力。HMQC浓度及十六烷基取代度对涂层能力有重要影响。疏水改性季铵化纤维素能够产生更强的反向电渗流,并能在较宽的pH范围内更有效地抑制碱性蛋白质吸附,在蛋白质分离中展现出很好的分离效率与重现性。HMQC有望应用于复杂生物样品中碱性蛋白质的分析。5.发展了一种基于压力驱动的方法用于表征毛细管壁对蛋白质吸附。评价涂层材料的常用方法是比较电泳过程中碱性蛋白质的分离效率,因不同涂层材料对电渗流有不同的影响,故电迁移模式有其局限性。在压力驱动的方法中,压力驱动蛋白质迁移,通过检测信号的差异来评价涂层材料抑制蛋白质吸附的能力。采用该方法比较了不同QC、QC-Au NPs及HMQC材料抑制蛋白质吸附的能力,结果与毛细管电泳实验中得出的结论相符。该压力驱动方法使用紫外检测,可用于毛细管壁蛋白质吸附的快速检测,有望成为涂层材料评价的便捷手段。