Colyer等用毛細管電泳芯片以區帶電泳模式分離人血清蛋白樣品，可分辨出4條蛋白帶(IgG、轉鐵蛋白、a-1-抗胰蛋白酶和白蛋白帶，分別用於模擬血清蛋白樣品中的7、P、dl和白蛋白帶)。其中，蛋白質的熒光標記在分離後進行。由於用熒光染料TNS(2-甲苯胺黑. 1-烯-5-磺酸酯)標記的血清蛋白的靈敏度低，不能實現實際人血清蛋白樣品的五個條帶的分離。肖等采用區帶電泳模式，以50 mmoVL磷酸鹽緩沖液(pH 2.15)為工作緩沖液，在通道寬度為30um的聚二甲基矽氧烷()芯片上實現了細胞色素c和溶菌酶在35s內的快速分離。Dodge等人設計了集成8個微閥和1個微泵的PDMS芯片，實現了通過微閥和微泵對液體流量的有效控制。他們首先通過區帶電泳分離出牛血清白蛋白和肌紅蛋白，然後將分離出的蛋白質成分通過閥門引入微混合器進行酶解，最後通過質譜對產物進行分析。這項工作表明，芯片技術可用於質譜分析前復雜蛋白質樣品的預處理。莊等用75 mmol/L硼酸鹽緩沖液(pH 10.3)作為芯片上的電泳緩沖體系，分離了免疫球蛋白、O/ 1抗胰蛋白酶、牛血清白蛋白和鐵轉移蛋白。對臨床診斷為妊娠高血壓綜合征、風濕性心臟病、多發性骨髓瘤患者的尿樣進行電泳分析，結果與美國Helena電泳系統在2分鐘內壹致。
芯片毛細管電泳分離蛋白質要解決的壹個重要問題是大分子蛋白質在通道表面的吸附。蛋白質與芯片通道內壁之間的微小吸附作用會降低蛋白質的分離效率，造成峰變形寬且拖尾，影響分離的重復性。在毛細管區帶電泳分離模式中，通常采用兩種方法來抑制蛋白質的吸附，即通道內壁的永久性修飾和在緩沖液中添加添加劑的動態修飾。
吳等利用多層88%水解聚丙烯醇(PVA)修飾芯片，通過區帶電泳模式有效分離了兩種堿性蛋白(溶菌酶和核糖核酸酶)和兩種典型酸性蛋白(牛血清白蛋白和口服乳球蛋白)。該塗層在pH 3 ~ 11範圍內能抑制電滲流的產生和蛋白質的吸附，且效果穩定，連續運行70次分離效果仍然良好。研究團隊隨後利用自組裝方法在PDMS芯片通道表面加工環氧改性聚合物塗層，抑制蛋白質的吸附，成功分離溶菌酶和核糖核酸酶A..Chiem等人在運行緩沖液中加入無機電解質NaCl和中性表面活性劑Tween 20抑制蛋白質的吸附，利用芯片毛細管區帶電泳分離分析單克隆抗體。凝膠電泳是蛋白質組學和蛋白質分離研究中廣泛使用的分離技術。它是以凝膠等聚合物為分離介質，根據被測組分分子體積的不同，利用其網絡結構進行分離的壹種分離模式。利用凝膠電泳模式分離芯片上的蛋白質，更有利於實現分離操作的高速高效。姚等采用十二烷基磺酸鈉(SDS)凝膠電泳分離模式，比較了芯片SDS毛細管凝膠電泳與常規毛細管凝膠電泳系統的性能。結果表明，前者的分離效率明顯優於後者，分離時間也明顯低於後者。
與常規毛細管凝膠電泳壹樣，芯片毛細管凝膠電泳中常用的篩選介質分為凝膠和非凝膠聚合物溶液。交聯聚丙烯酰胺凝膠是壹種廣泛使用的凝膠篩選介質。Herr等人首次將傳統的SDS- PAGE分離蛋白質的方法移植到芯片上，通過光聚合反應制備了芯片通道內濃度為6%的交聯聚丙烯酰胺凝膠作為篩選介質。五種相對分子質量(m)在5500 ~ 39000之間的蛋白質在30s內被分離，分離距離僅為。在‘1’後期，研究組在微通道中制備了22%交聯聚丙烯酰胺膜用於蛋白質樣品的預濃縮，有效富集了相對分子質量為12000 ~ 205000的蛋白質分子，並使用8%交聯聚丙烯酰胺凝膠作為分離的篩選介質。
Agirregabiria等人用SU-8光學凝膠在聚甲基丙烯酸甲酯(PM-MA)芯片上制作微通道，用濃度為12%的聚丙烯酰胺凝膠作為篩選介質分離蛋白質。隨後，研究團隊在芯片上集成了金屬電極，成功分離了相對分子量分別為20 000和97 000的兩種蛋白質。然而，交聯聚酰胺酰胺凝膠存在制備復雜、使用困難等問題。與它相比，線性聚丙烯酰胺(PLA)、聚乙烯醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)等非凝膠篩選介質具有制備簡單、使用方便、聚合後可註入通道而無需在通道內聚合等優點，適合在復雜的通道系統中使用，因此在芯片毛細管凝膠電泳中得到了廣泛的應用。姚等使用SDS 14 200凝膠緩沖液(Beckman Coulter產品)在玻璃芯片上在35 s內分離了6種相對分子質量在9000 ~ 116000之間的蛋白質，Giordano等在樣品和緩沖液中加入納米橙染料對蛋白質進行動態標記，並優化了分離緩沖液體系。最終選擇5% PEO(M，=100 000)作為篩選培養基。該體系對牛血清白蛋白的檢出限為500ng/mL，並已完成對實際人血清樣品的分離和分析。
在芯片毛細管凝膠電泳中，蛋白質在通道內壁的吸附仍然是壹個需要解決的重要問題。Bousse等用聚二甲基丙烯酰胺(PDMA)物理塗覆玻璃芯片的微通道內壁，使電滲流降至0.5×10 ~ mZV·s，Bio—Rad公司的蛋白質標準樣品用SDS凝膠電泳在40 s內分離，分離效率達到107板/米，Nagata等在PMMA芯片上使用PEG塗層，用5%線性聚丙烯酰胺作為篩選介質，實現胰蛋白酶抑制劑的高速分離， 牛血清白蛋白和半乳糖苷酶在壹個分離長度為3 mm的通道中，分離時間僅為8 s。芯片等電聚焦分離蛋白質的原理與常規毛細管等電聚焦基本相同，分離是基於蛋白質等電點(pI)的不同。 Hofmann等人首次將毛細管應用於蛋白質分析。
李等用等電聚焦方式在芯片和聚碳酸酯芯片上分離了牛血清白蛋白和增強型綠色熒光蛋白。Das等等。26 3采用聚合物芯片，在等電聚焦電泳模式下優化分離長度和電壓條件，最終在1.9 cm長的通道中，在1.5 min內分離出綠色熒光蛋白和R藻紅蛋白，分離電壓為500 V，崔等在芯片上成功分離了藻紅蛋白、等電聚焦和藻紅蛋白。作者還報道了完成蛋白質分離所需的通道距離可以通過改變樣品和分離介質中甲基纖維素的濃度來改變。Tsai等人通過用六甲基二矽氧烷等離子體聚合膜修飾玻璃芯片通道抑制蛋白質吸附，在等電聚焦分離模式下分離了藻藍蛋白(PI: 4.65)、血紅蛋白(pI: 7.0)和細胞色素C (PI: 9.6)。黃等在對蛋白質進行芯片等電聚焦分離時，采用了在兩性電解質溶液中添加羥甲基纖維素作為添加劑來抑制蛋白質吸附的方法。芯片毛細管電泳的成功應用推動了高速高效的芯片雙向電泳技術的發展。對於多組分復雜蛋白質樣品，傳統的壹維分離方法不能滿足要求，因此需要二維分離技術來提高分離效率，增加峰容量。與傳統的毛細管電泳系統相比，芯片上的二維電泳分離可以通過設計芯片通道結構實現通道的直接相交或連通，無需制作復雜的二維毛細管電泳接口，從而避免了由於接口死體積的存在而導致的條帶擴展現象。
在芯片二維電泳分離蛋白質的研究中，第壹維分離模式大多采用等電聚焦模式。陳等制作了二維毛細管電泳芯片，利用壹維等電聚焦和二維凝膠電泳分離分析了熒光標記的牛血清白蛋白和碳酸酐酶，以及迪卡思紅標記的蛋清。李等通過等電聚焦和凝膠電泳設計了用於聚合物核的二維分離的4t- sheet。在第壹維等電聚焦分離後，蛋白質樣品可以在第二維通過凝膠電泳在多個平行通道中分離。整個分離過程在10 min內完成，峰值容量達到1 700。Herr等人:“1開發了跨通道配置的等電聚焦無區帶電泳二維芯片系統。芯片通道寬200桶米，深20桶米。待測樣品在橫向通道中被等電聚焦分離，分離後的樣品區帶在電場的驅動下進入縱向區帶電泳通道進行二維分離。用熒光顯微鏡成像評價了分離性能，在5 min內分離峰容量達到1 300。王等在芯片上制作微閥，防止了壹維等電聚焦和二維凝膠電泳系統之間分離緩沖液的混合，在20 rain內有效地分離了4種標準蛋白。也有報道在PMMA芯片上進行結合SDS凝膠電泳和膠束電動毛細管電泳的蛋白質雙向電泳分離。該系統在12 min內完成了10種蛋白質的分離，峰值容量約為1000。
此外，還有壹種基於芯片的二維分離系統，主要用於蛋白質酶解產物的分離分析。通常，第壹維分離采用膠束電動毛細管電泳或毛細管電色譜模式，第二維分離采用區帶電泳模式。“1首次在玻璃芯片上建立了膠束電動毛細管電泳(第壹維)和區帶電泳(第二維)相結合的二維分離體系，並將其應用於細胞色素C、核糖核酸酶、D-L白蛋白等胰蛋白酶降解產物的分離。之後，研究組對系統進行了改進，加長了第壹維電泳通道的長度，並使用了小直徑的拐角通道來減少擴散。牛血清白蛋白水解物在約65438±05min內被分離，峰值容量達到4 200。2001他們還開發了開管電色譜和區帶電泳相結合的芯片二維電泳系統。在電色譜分離部分，使用具有十八烷基三甲氧基矽烷塗層的環形通道，在區帶電泳部分，使用長度為1.2 μm的直通道。在65438±03分鐘內分離出第壹次酪蛋白胰蛋白酶水解產物。
與壹維分離芯片相比，二維芯片分離系統具有較高的分離效率和峰值容量，有望在復雜蛋白質樣品的分離中發揮更大的作用。微流控芯片毛細管電泳系統在蛋白質的分離和分析方面具有突出的優勢，特別是在臨床檢驗和現場監測方面。同時，對分析儀器的集成化、小型化和便攜化發展也具有重要意義。根據文獻報道，Renzi等人開發了壹種用於蛋白質的手持式微流控芯片電泳分離裝置。該裝置由電泳芯片、小型激光誘導熒光檢測系統和高壓電源組成，體積僅為11.5cm×1.5cm×1.5cm×19.0cm，可用於現場分析、床邊醫學診斷和法醫分析。近年來，國內已有芯片毛細管電泳檢測臨床尿蛋白和脂蛋白的報道。最近，Pandey等人使用Caliper和Agilent的P200蛋白質芯片檢測微量白蛋白尿，將蛋白質的電泳分離和熒光檢測集成並自動化，從而實現了其在臨床實驗室的應用。
目前，許多研究人員正致力於微流控芯片毛細管電泳與質譜聯用技術的研究，以進壹步提高系統對復雜樣品的分離分析能力。上述系統在蛋白質分離分析和蛋白質形成研究中具有廣闊的應用前景。尤其對於復雜蛋白質樣品的多維分離分析，芯片毛細管電泳快速高效，可以作為壹維分離方法之壹，顯著提高蛋白質的分析通量。相信隨著研究的深入和相關技術的不斷發展，微流控芯片毛細管電泳蛋白質分離技術將會越來越成熟，並在生化分析、臨床診斷和蛋白質組研究中發揮重要作用。