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高效毛细管电泳法--原理


界面化学电化学理论
1.扩散双电层理论 电动电泳现象:
在外加电场作用下,溶胶中固液两相相对运 动;或者在外加力作用下,迫使固液两相进行 相对移动,又可以产生电势差及两相相对运动。 这两种相反的现象均与界面电势差及相对运动有 关。
固液两相产生的原因
1.固体表面从溶液有选择吸附某种离子而带电 2.固体表面上的物质粒子,在溶液发生电离。
分离原理
MECC是在缓冲液中加入表面活性剂,当 其浓度高于临界浓度时形成胶束。在电场 力的作用下,毛细管水相可看作流动相, 胶ห้องสมุดไป่ตู้相可看作“准固定相”,溶质由其在 胶束相和水相中的分配系数不同而在不同 时间流出。
仪器
特点
与HPLC相比,CE的特点是: (1)分析速度快,柱效高; (2)几乎不消耗溶剂,样品用量小; (3)前处理简单,甚至无需前处理; (4)可自由选择被分离物质的类型,使
分离原理
毛细管柱
毛细管柱是CE的核心部件,目前多为 25~75μm之间,材料为聚四氟乙烯、玻璃 和弹性石英,以石英居多。 选择细内径毛细管柱有利于最大散热,但 比表面积大,会增加溶质的吸附作用。
分离模式
毛细管电泳根据分离机理不同,具有多种 分离模式,能够提供互不相关而又互相补 充的信息。
毛细管区带电泳(CZE) 毛细管胶束电动色谱(MECC) 毛细管电泳 毛细管凝胶电泳(CGE) 毛细管等电聚焦(CIEF) 毛细管等速电泳(CITP) 毛细管电色谱(CEC)
1 具平面流型
其电渗驱动力沿毛细管均匀分布,电渗速 度的径向分布几乎是均匀的,它使整个流 体像一个“塞子”一样以均匀的速度向前 运动,不会直接引起样品组分区带扩散。
但在HPLC中,采用的压力驱动方式使柱 中流体呈抛物线型,其中心处速度是平均 速度的两倍,导致溶质区带本身扩张,引 起柱效下降,使其分离效果不如CE。
结语
综上所述,CE技术在药物分析领域已显示 出强大的实力,具有广阔的发展前景,相 信经过科学工作者的不懈努力及深入研究, CE技术将得到不断发展和完善,随着商品 化仪器的不断改进,CE将成为药物分析的 重要工具。
高效毛细管电泳
(High Performance Capillary Electrophoresis,HPCE)
简称毛细管电泳(Capillary Electrophoresis, CE),指以高压电场为驱动力,以毛细管为分离 通道,依据样品中各组分之间淌度和(或)分配 行为上的差异而实现分离的一种液相分配技术。 CE是经典电泳技术和现代微柱分离技术相结合的 产物。
毛细管区带电泳(CZE)
CZE又称毛细管自由电泳,是毛细管电泳 中最基本、应用最普遍的一种模式。它在 毛细管中仅填充缓冲液,基于溶质组分在 电场中的迁移速度不同而分离。前述的基 本原理即是CZE的基本原理。
毛细管胶束电动色谱(MECC)
毛细管胶束电动色谱是电泳技术和色谱 技术巧妙结合的分离新技术,也是毛细管 电泳中唯一能同时分离中性物质和离子型 物质的分离模式。
高效毛细管 电泳技术
电泳,及其电泳技术
在电解质溶液中,位于电场中的带电离子在 电场力的作用下,以不同的速度向其所带电荷相 反的电极方向迁移的现象,称之为电泳。
由于不同离子所带电荷及性质的不同,迁移 速率不同,可实现分离。利用电泳现象对某些化 学或生物物质进行分离分析的方法和技术叫电泳 法或电泳技术。
基本理论
在高电压作用下,双电层中的水合阳离子引
起流体整体朝负极方向移动,该现象称为电渗 流(electro-osmotic flow, EOF)。
电渗流速度可表示为:
Veo= μeo ·E=
εξ η
·E
其中Veo为电渗流速度,
μeo 为电渗淌度,
ξ为双电层的Zeta电位,
ε为分离介质的介电常数
电渗流的特点
基本理论
在电解质溶液中,带电粒子在电场作 用 下,以不同的速度向其所带电荷相反方 向迁移。迁移速度为:
Vep=μep ·E=
q 6πηr
·E
试中Vep为离子电泳迁移速度, μep为电泳
淌度,E为电场强度, q为离子电荷量,η为 介质粘度,r为离子半径。
基本理论
CE所用的石英毛细管 柱,在pH>3时,石英 毛细管壁上的硅醇基 (— SiOH)在水溶液 中发生电离,产生的 SiOˉ负离子使毛细管 壁内表面带负电,和 溶液接触时相应的缓 冲液带正电,形成了 双电层。
图谱清晰 (5)毛细管容易清洗,不容易产生柱污染
当然CE也存在许多不足之处: (1)灵敏度和线性范围不如HPLC (2)仅能够实现微量制备 (3)定量精密度稍低于HPLC
应用
◆ 离子分析 ◆ 体内药物分析 ◆ 中药分析 ◆ 手性拆分 ◆ 蛋白质、多肽、氨基酸分析 ◆ DNA、RNA分析 ◆ 抗生素、维生素、糖类、单细胞分析
分离原理
粒子在电解质溶液中的迁移速度等于 电泳和电渗流两种速度的矢量和,即
V=Vep+Veo=(μep + μeo ) ·E
正离子的运动方向和电渗流一致,故最先 流出;中性粒子的电泳速度为0,故其迁 移速度相当于电渗流速度;负离子的运动 方向和电渗流方向相反,但因电渗流速度 一般都大于电泳流速度,故它将在中性粒 子之后流出。这样,各种粒子因迁移速度 不同而实现了分离。
基本装置
CE 的基本装置包括一个高压支流电源、 一根毛细管、一个检测器及两个供毛细管 两端插入而又可和电源相连的缓冲液贮瓶。
高效毛细管电泳
高效毛细管电泳相对于经典电泳在技术 上采取了两项重要改进:
一是采用了0.05mm内径的毛细管, 二是采用了高达数千伏的电压。
毛细管的采用使产生的热量能够较快散 发,大大减小了温度效应,使电场电压 可以很高;电压升高,电场推动力大, 又可进一步使柱径变小,柱长增加。
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