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毛细管电泳法


第一节
(一)原理
毛细管电泳法
毛细管电泳(CE)亦称为高效毛细管电泳法(HPCE),是20 世纪80年代发展起来的一类高效快速的分离分析方法。该法系以弹性
毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分的
淌度(单位电场强度下的迁移 速度)和分配行为的差异而实
现分离,因此可将其视为经典
电泳技术和现代微柱分离相结 合的产物。

每次进样之前毛细管要用不同的溶液冲洗,选用自动冲洗进样仪器较为
方便。进样方法有压力进样、负压进样、虹吸进样和电动进样等。进样
时通过控制压力、电压或时间来控制进样量。
5.检测器
紫外检测器,荧光检测器,电化学检测器,质谱仪等均可作为CE 的检测器。其中紫外检测器应用最广,它是将毛细管接近出口端的外 层聚合物剥去约2mm一段,使石英管壁裸露,毛细管两侧各放置一 个石英聚光球,使光源聚焦在毛细管上,透过毛细管到达光电池对溶 质进行检测。
2.胶束电动毛细管色谱(MEKC或MECC)

该法系以胶束为假固定相的一种电动色谱。 当操作缓冲液加入大于其临界胶束浓度的离子型表面活性剂如十 二烷基硫酸钠(SDS)或十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、胆酸等, 这时表面活性剂就聚集形成胶束(假固定相),其亲水端朝外,
憎水非极性核朝内,溶质则在水和胶束两相间分配,各溶质因分
其中以色谱为主,但对荷电溶质兼有电泳作用。 该法克服了CE选择性差和分离中性物质困难的缺点,同 时提高了液相色谱的分离效率,形成其独特的高效、微量、 快捷的特点,开辟了高效微柱分离技术的新途径。
二、仪器设备
(一)毛细管电泳仪的基本结构(见下图)
1.电极槽和进样系统 2.清洗系统 3.毛细管 4.检测器 5.铂电极 6.电极槽 7.恒温系统 8.记录和数据处理
3.毛细管凝胶电泳(CGE)

该法在毛细管中装入单体和引发剂引发聚合反应生 成凝胶,该方法主要用于分析蛋白质、DNA等生物大分 子。另外还可利用聚合物溶液,如葡聚糖等的筛分作 用进行分析,称为毛细管无胶筛分。有时将它们统称 为毛细管筛分电泳,下分为凝胶电泳和无胶筛分两类。Biblioteka 4.毛细管等速电泳(CITP)
配系数存在差别而被分离。对于常用的阴离子表面活性剂十二烷 基硫酸钠(SDS),进样后极强亲水性组分不能进入SDS胶束,随
操作缓冲液流过检测器(容量因子k’=0);极强憎水性组分则进
入SDS胶束的核中不再回到水相,最后到达检测器(k’=∞)。其分 离原理见下图。
该法适合中性物质的分离。因不同的溶质在胶束中的分配系数不同, 其迁移速度存在差异而实现分离。MECC弥补了CZE不能分离中性物质的 不足,进一步拓宽了毛细管电泳的应用范围,鉴于中药多数为离子型和 中性物质的混合体,因此MECC更适合于中药分析。
(二)主要部件及其性能 1.毛细管
毛细管为弹性石英毛细管。内径50μ m和75μ m两 种使用较多,内径细的分离效果较好,但柱上检测 因光程较短,检测限比内径粗的要差。毛细管长度
称为总长度,根据分离度的要求,可选用20~100cm
长度,进样端至检测器间的长度称为有效长度。 毛细管常盘放在管架上,在一定温度下操作,以 控制焦耳热,操作缓冲液的黏度和电导度,对测定 的重复性很重要。
第六章

中药制剂检验新技术
目前,各种先进的分析技术和方法越来越多地用于中药及
其制剂,从而大大提高了药品检验工作的质量和水平。例如, 指纹图谱技术(FP)、毛细管电泳法(CE)、电感耦合等离 子体质谱法(ICPMS)、原子吸收分光光度法(AAS)以及各 种色质联用技术等。其中有些已被《中国药典》收载,成为 法定的检验方法。本章将重点介绍指毛细管电泳法。

该法采用前导电解质和尾随电解质,在毛细管中 充入前导电解质后,进样,电极槽中换用尾随电解 质进行电泳分析,带不同电荷的组分迁移到各个狭 窄的区带,然后依次通过检测器。
5.毛细管等电聚焦电泳(CIEF)

将毛细管内壁涂覆聚合物减小电渗流,再将样品 和两性电解质混合进样,两个电极槽中分别加入酸 液和碱液,施加电压后,毛细管中的操作电解质溶 液逐渐形成pH梯度,各溶质在毛细管中迁移至各自 等电点(PI)时变为中性,形成聚焦的区带,而后
CE分离原理图示
(二)特点
高效、低耗、快速、广谱 与HPLC比较
1.柱效更高,理论板数可达105~106m-1,这主要是由于该法无固定相,
不存在传质差异,整个流体就像塞子似的以均速向前流动。 2.分析速度更快,几十秒至十几分钟内即可完成一个试样的分析。 3.溶剂和样品消耗极少,样品用量仅为纳升(nl)级。不需高压泵输液, 毛细管价格低廉,因此工作成本更低。 4.通过改变操作模式和缓冲溶液的成分, 该法有很大的选择性,可对各种成分进 行有效的分离。例如,中性有机分子、 无机离子、蛋白质等高分子化合物,甚 至整个细胞或病毒。
HPLC CE
(三)分离模式(共6种) 1.毛细管区带电泳(CZE)

CZE又称为自由溶液区带电泳,系毛细管电泳中最基本、应 用最广的一种操作模式,即将分析溶液引入毛细管进样一端, 施加直流电压后,各组分按各自的电泳流和电渗流的矢量和流
向毛细管出口端,按阳离子、中性分子和阴离子及其电荷大小
的顺序通过检测器。但中性组分彼此不能分离,因均随电渗流 (EOF)一起迁移。出峰时间称为迁移时间(tm),相当于高效 液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC)中的保留时间。CZE较适合 带电溶质的分离,由于中性物质均系靠电渗流迁移,不存在迁 移速度的差异,故不能实现分离。
用压力或改变检测器末端电极槽储液的pH值的办法
使溶质通过检测器。
6.毛细管电色谱(CEC)
该法是在毛细管电泳技术不断发展和液相色谱理论日益完 善的基础上逐渐兴起的。它是将细粒径固定相填充到毛细管 中或在毛细管内壁涂覆固定相以电渗流驱动操作缓冲液(有
时再加辅助压力)进行分离的,包含了色谱和电泳两种机制,
2.直流高压电源
一般采用0~30kV(或相近)可调节直流电源,可供 应约300μA电流,具有稳压和稳流两种方式可供选择。
3.电极和电极槽
两个电极槽里放入操作缓冲液,分别插入毛细管的进 口端与出口端以及铂电极,铂电极接至直流高压电源,正 负极可切换。多种型号的仪器将样品瓶同时用做电极槽。
4.冲洗进样系统
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