第21章　毛细管电泳和毛细管电色谱
21-1 什么是电渗流？它是怎样产生的？
答：（1）电渗流是指当在毛细管两端施加高压电场时，双电层中溶剂化的阳离子向阴极运动，通过碰撞作用带动溶剂分子一起向阴极运动，即形成电渗流。

（2）电渗流的产生过程：由于多孔介质材料、微通道壁或其他流体管道材料表面带负电荷，液体中的正离子被吸引附着于通道壁上，最靠近通道壁的正离子被吸引的力量最强，距离通道壁越远，正离子所受的吸引力越弱。

水分子因具偶极性而吸附于正离子上，当在通道两端施加电压时，距离通道壁较远的正离子（受壁的吸引力较弱，可自由移动）游向负极，正离子带着吸附于其上的水分子以及因为摩擦力牵引着其他水分子一起游向负极，此即为电渗效应。

21-2 毛细管的总长为25cm ，进样端到检测器的柱长为21cm ，分离电压为20kV ，采用硫脲作为标记物，其出峰时间为1.5min ，试计算电渗流的大小。

解： 根据题给条件：U ＝20000V ，由1021,25, 1.5min 90,d L cm L cm t s ====可得电渗流为0d t eo L L t U
μ=⋅2114211
2125 2.92109020000
eo cm V s cm V s μ-----⨯=⋅⋅=⨯⋅⋅⨯21-3 在毛细管区带电泳中，指出下列物质的出峰顺序。

溴离子，硫脲，铜离子，钠离子，硫酸根离子
答：在毛细管区带电泳中，上述物质的出峰顺序依次为：钠离子，铜离子，硫脲，硫酸根离子，溴离子。

21-4 为什么pH会影响毛细管电泳分离氨基酸？
答：pH会影响毛细管电泳分离氨基酸是因为pH决定弱电离组分的有效淌度，同时还影响电流的大小和方向。

氨基酸是两性物质，因此氨基酸的电离受到溶液pH的影响，当pH接近氨基酸的等电点时，氨基酸对外显示电中性，电泳过程中不移动。

21-5 毛细管电泳的检测方法有哪些？它们分别有何优缺点？
答：毛细管电泳又称高效毛细管电泳，是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。

常用的毛细管电泳的检测方法及其优缺点如表21-1所示。

表21-1
检测方法优缺点是否柱上检测
紫外
荧光
激光诱导荧光
质谱
安培
电导
适合于有紫外吸收化合物
灵敏度高，通常需衍生化
灵敏度非常高，通常需衍生化
通用性好，能提供结构信息
灵敏度高，只适合于电流物质
通用性好
是
是
是
否
否
否
21-6 指出下列毛细管电泳分离模式中各自最适宜分离的物质。

（1）毛细管区带电泳；（2）胶束电动毛细管色谱；（3）毛细管凝胶电泳。

答：（1）毛细管区带电泳尤其适合分离带电化合物，包括无机阳离子、无机阴离子、
有机酸、胺类化合物、氨基酸、蛋白质等，但是不能分离中性化合物。

（2）胶束电动毛细管色谱除了能分离离子化合物外，还能分离不带电荷的中性化合物。

（3）毛细管凝胶电泳适用于蛋白质、寡聚核苷酸、RNA及DNA片段的分离和测定。

21-7 试比较毛细管电色谱与毛细管电泳各有何优点？
答：毛细管电色谱与毛细管电泳的优点比较如下：
（1）毛细管电色谱（CEC）是将毛细管电泳与高效液相色谱进行结合的技术，其基本理论、仪器装置与毛细管电泳类似，不同点主要是毛细管柱引入了色谱固定相，使毛细管电色谱兼具毛细管电泳与高效液相色谱的分离机理，对中性物质和带电物质都能达到理想的分离效果。

（2）毛细管电泳是将电泳和现代微柱分离技术相结合的结果，传统电泳难以克服电场高电压所引起的电介质离子流的自热，而毛细管电泳克服了产生的自热，因此提高了分离效率。

21-8 目前主要有哪几种毛细管电色谱柱的制备方法？分别有何优缺点？
答：（1）目前毛细管电色谱柱的制备方法主要有填充柱、开管柱和整体柱三种。

（2）三种制备方法的优缺点如下：
①填充柱在毛细管电色谱中应用最广泛，其最大优点是可以利用众多的高效液相色谱固定相，由于化合物与固定相作用不同，可实现高效分离，其中填料种类对毛细管电色谱的分离选择起决定作用，缺点是制备工艺较为复杂，容易产生气泡。

②开管柱制备比较简单，且没有涡流扩散，能够获得比填充柱毛细管电色谱更高的柱效，但是柱容量低，对溶质的保留有效增加。

③整体柱制作过程简单，无需制作柱塞，得到的固定相含有微孔网络结构，渗透性较好，对流动相阻力小，溶质能快速地分配在流动相与固定相，从而实现高效分离分析。