毛细管电泳法（capillary electrophoresis，CE）检测灵敏度高，用激光诱导荧光检测器时，其灵敏度可达10-21mol/L；分离效能好，每米毛细管长度的理论塔板数可高达几百万乃至千万；分离分析速度快，可在90秒内完成6种血清蛋白质的分离；样品用量少，只需数毫微升的进样量或直接从单个细胞中抽取内液（10-18L）进行分离分析；消耗低，仅用电做驱动力（试剂用量少），使用价格低廉的毛细管；应用范围广，可分离分析各种生物大分子、无机离子、各种药物、细胞或病毒颗粒等，是近年来发展最迅速的分离分析技术。
毛细管电泳法分离多种物质
CE是一种类似于HPLC的分析装置，它用电渗流替代色谱法（HPLC或气相色谱法）的流动相来实现样品的分离分析，故CE又称电动色谱法（electrokinetic chromatography）。该法用高压电场为驱动力，以毛细管为支持介质和分离通道，基于样品中各组分之间迁移速度不同和分配行为上的差异，而实现分离的一类电泳分离分析技术。CE的仪器结构示意图见下图，它主要由高压电源、毛细管、检测器、两个缓冲液槽和记录器等组成。其分离机制是在电解质溶液（电泳缓冲液）中，溶质（待分离组分）的迁移速度由其所带电荷数多少和分子量大小决定，在高压电场的作用下，带正电荷的组分沿毛细管壁形成有机双层并向负极泳动，带负电荷的组分向正极泳动，而缓冲液的电渗流方向则移向负极，且作用力大于带负电荷组分朝向正极的泳动力，最终导致带正电荷、中性电荷和负电荷的不同组分泳向负极并得以分离，在通过检测器时被依次进行定性或定量分析，检测器的检测原理及其选择类似于HPLC。
毛细管电泳仪结构示意图
毛细管电泳存在多种方法
- 毛细管区带电泳（capillary zone electrophoresis，CZE）：CZE是CE中的一种最基本分离模式，它基于各待分离组分在电解质溶液（电泳缓冲液）中和电场作用下，所含净电荷与质量比（荷质比）的差异，以及不同物质表面电荷密度不同，迁移速度也不同而导致分离。CZE常用于各种氨基酸、肽类、蛋白质、对映体及离子态物质的分离和分析。
- 胶束毛细管电泳（micellar capillary electrophoresis，MCE）：MCE也称胶束电动毛细管色谱法（micellar electrokinetic capillary chromatography），是唯一既能分离中性溶质（组分）又能分离带电组分的CE模式。该模式是在电泳缓冲液中加入适量的表面活性剂（如十二烷基硫酸钠等），使之形成疏水内核和外部带负电的胶束相。在电泳过程中，因各组分的疏水性不同，在水相和胶束相之间的分配存在差异，疏水性越强的组分，与胶束相的作用力越强，在毛细管内的停留时间就越长。MCE主要用于分离分析小分子、中性和手性化合物，如各种氨基酸和核酸及各种药物等。
- 毛细管凝胶电泳（capillary gel electrophoresis，CGE）：CGE是将特定浓度的凝胶（聚丙烯酰胺等）灌注并共价结合到毛细管内壁作为支持介质的CE，它基于待分离组分的分子量或体积不同，在起“分子筛”作用的凝胶中电泳而被依次分离。凝胶浓度的选择，取决于待测组分的分子量范围。CGE常用于蛋白质、寡聚核苷酸、RNA、DNA片段的分离和测序及PCR扩增产物的分离分析等。
- 毛细管等电聚焦（capillary isoelectric focusing，CIF）：CIF是指在毛细管内实现的等电聚焦过程。在电场作用下，带电分子（组分）在电解质溶液中可定向迁移，其迁移速度与分子的电荷状况密切相关，对蛋白质或类似的分子其电荷状况又取决于介质（缓冲液）的pH。设在某一pH值时，某蛋白质分子的表现电荷数为零，则这一pH值即称为该蛋白质的等电点（pI），不同蛋白质具有不同的pI。如果某一蛋白质分子处于其pI介质中，就会停止迁移。当介质内的pH存在位置梯度时，不同pI的蛋白质分子将停止迁移而分别聚集在不同的位置，并形成一条非常窄的区带，这就是等电聚焦的分离过程。CIF通常是用盐或两性电解质在毛细管内建立pH梯度，使各种具有不同pI的蛋白质在电场作用下迁移到其等电点位置而实现分离。CIF已成功用于测定各种蛋白质的pI、分离异构体或用其他方法难以分离的蛋白质等。
- 毛细管等速电泳（capillary isotachophoresis，CITP）：CITP的基本分离机制是采用加入先导电解质和后继电解质的方法，使样品中的各种组分按其离子迁移率不同而得以分离。
- 毛细管电色谱（capillary electrochromatography，CEC）：CEC是将HPLC常用的各种固定相有选择性地填充到CE用的毛细管内，使样品中的各组分与固定相相互作用，以高压电源产生的电渗流（起HPLC的流动相作用）为驱动力而实现类似色谱的分离过程。
毛细管电泳分离目标物
血和尿中的皮质醇、雌酮和各种雌激素（E2和E3等）、胰岛素、胰岛素原及其中间体或降解片段、胰岛素抗体-抗原复合物的裂解常数、各种重组蛋白（如人生长激素）及其片段、消化蛋白的各种肽、测定尿中9种有机酸诊断有机酸尿症、血清中的类固醇激素、血和尿中的T3和T4、各种神经肽、瘦素（leptin）、人和鲑鱼的顺式/反式结构降钙素、甲状腺素转运蛋白（transthyretin）、尿卟啉及其异构体、维生素C、尿中微量肌红蛋白、HCG及其异构体、乳酸脱氢酶（LDH）、碱性磷酸酶（ALP）、肌酸激酶（CK）和蛋白水解酶等的同工酶以及血管紧张素原酶、血浆各种载脂蛋白、各种免疫球蛋白及免疫复合物、尿中或眼玻璃体液中的各种阳离子等（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4 +等）；与HPLC或质谱联用测定各种激素及激素结合蛋白，定量分析PCR的各种扩增产物及DNA序列及其片段、血和尿中的各种药物、血和尿以及唾液中的维生素B1及维生素B12缺乏症的标志物甲基丙二酸、血氨基酸、尿尿酸、尿高香草酸、尿香草扁桃酸、尿5-羟吲哚醋酸、单个细胞胞质中的各种化学物质（如单个红细胞中的乳酸、丙酮酸、碳酸酐酶、高铁血红蛋白和血红蛋白；单个多巴胺神经元细胞质中的儿茶酚胺和多巴胺等）以及体液中的细胞或病毒微粒以及鲑鱼降钙素等。
