毛細(xì)管電泳

組員：目錄一、概述-毛細(xì)管和電泳技術(shù)毛細(xì)管柱是毛細(xì)管電泳（CE）的核心部件，目前多為25-75μm之間，材料為聚四氟乙烯、玻璃和彈性石英，以石英居多。電泳：在電解質(zhì)溶液中，帶電離子在電場力的作用下，以不同的速度向與其所帶電荷相反的電極遷移的現(xiàn)象。由于不同離子所帶電荷及性質(zhì)的不同，遷移速率不同，可實(shí)現(xiàn)分離。2023/3/31-+二、毛細(xì)管電泳原理和設(shè)備高效毛細(xì)管電泳簡稱毛細(xì)管電泳，指以高壓電場為驅(qū)動力，以毛細(xì)管為分離通道，依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一種液相分配技術(shù)。技術(shù)上采取了兩項(xiàng)重要改進(jìn)：一是采用了0.05mm內(nèi)徑的毛細(xì)管，大大減小了溫度效應(yīng)；二是采用了高達(dá)數(shù)千伏的電壓，又可進(jìn)一步使柱徑變小，柱長增加，柱效遠(yuǎn)高于高效液相色譜；二、高效毛細(xì)管電泳EOF2.1電滲現(xiàn)象當(dāng)固體與液體接觸時，固體表面帶一種電荷，則因靜電引力使其周圍液體帶有相反電荷，在液-固界面形成雙電層，二者之間存在電位差。當(dāng)液體兩端施加電壓時，就會發(fā)生液體相對于固體表面的移動，這種液體相對于固體表面的移動的現(xiàn)象叫電滲現(xiàn)象。2.3分離原理電場作用下，帶電粒子在毛細(xì)管柱中出現(xiàn)：電泳現(xiàn)象和電滲流現(xiàn)象。帶電粒子的遷移速度=電泳+電滲流

兩種速度的矢量和；正離子：兩種效應(yīng)的運(yùn)動方向一致，在負(fù)極最先流出；中性粒子：無電泳，受電滲流影響，在正離子后流出；負(fù)離子：兩種效應(yīng)方向相反，在負(fù)極最后流出；（ν電滲流>ν電泳）2023/3/31毛細(xì)管電泳根據(jù)分離機(jī)理不同，具有多種分離模式：

毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE）毛細(xì)管膠束電動色譜（MECC）毛細(xì)管凝膠電泳（CGE）毛細(xì)管等電聚焦（CIEF）毛細(xì)管等速電泳（CITP）毛細(xì)管電色譜（CEC）2.4毛細(xì)管電泳的分離模式毛細(xì)管電泳2.4毛細(xì)管電泳的分離模式分離模式分離依據(jù)應(yīng)用范圍毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)分析物在自由溶液中淌度生差異可離解或離子化的化合物、手性分子(氨基酸、蛋白質(zhì)、多膚、糖、DNA、藥物、環(huán)境污染物等)膠束電動毛細(xì)管色譜(MECC)分析物在自由溶液中淌度的差異及其在膠束、水相間分配系數(shù)的差異中性或強(qiáng)疏水性化合物、核酸、多環(huán)芳烴等毛細(xì)管電色譜(CEC)分析物在毛細(xì)管內(nèi)填充的固定相與水相間分配行為的差異及其在自由溶液中淌度的差異與HPLC近似毛細(xì)管凝膠電泳(CGE)分析物的分子大小與荷質(zhì)比差異蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子毛細(xì)管等速電泳(CITP)分析物在電場梯度下的分布差異(移動界面)與CZE近似，也可用于電泳分離的預(yù)濃縮毛細(xì)管等電聚焦(CIEF)分析物的等電點(diǎn)差異蛋白質(zhì)、多肽2023/3/31基本裝置包括一個高壓支流電源、一根毛細(xì)管、一個檢測器及兩個供毛細(xì)管兩端插入而又可和電源相連的緩沖液貯瓶。2.5高效毛細(xì)管電泳設(shè)備2023/3/31三、毛細(xì)管電泳的應(yīng)用3.2DNA分析

DNA分析包括堿基、核苷、核苷酸、寡核苷酸、引物、探針、單鏈DNA、雙鏈DNA分析。用CE測DNA序列的應(yīng)用很多,如用短寡核苷酸引物庫測DNA序列、高速DNA序列、毛細(xì)管陣列、毛細(xì)板陣列。3.3環(huán)境分析水源是人類生存最重要的環(huán)境資源，對水質(zhì)的分析是CE最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一。CE的工作環(huán)境是水介質(zhì)，這一特點(diǎn)為環(huán)境分析帶來極大方便。目前，CE已經(jīng)可以準(zhǔn)確測量出水環(huán)境中的多種多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等。農(nóng)藥殘留分析是一項(xiàng)對復(fù)雜混合物中痕量組分的分析技術(shù),它要求微量操作方法、靈敏度高、特異性強(qiáng)，而毛細(xì)管電泳正好滿足這些要求。毛細(xì)管電泳對農(nóng)藥殘留的檢測基本上主要集中在除草劑范圍，還可應(yīng)用于水、土壤和農(nóng)作物中的磷酸鹽、有機(jī)磷和化學(xué)戰(zhàn)的毒性化學(xué)品的檢測。3.4食品檢測食品添加劑是用于改善食品的品質(zhì)、延長食品保存期、便于食品加工和增強(qiáng)食品營養(yǎng)成分的一類化學(xué)合成或天然物質(zhì)。3.4食品檢測

近年來，非法使用添加劑的現(xiàn)象比較多，包括蘇丹紅、瘦肉精、三聚氰胺等，CE同樣可以應(yīng)用這些物質(zhì)的檢測:(1)鄧光輝用毛細(xì)管電泳安培檢測法檢出了辣椒粉樣品中的蘇丹紅I號。(2)張辰凌等以20mmol/L乳酸溶液為背景電解質(zhì)，用毛細(xì)管電泳-電容耦合非接觸電導(dǎo)法檢測了牛奶中的三聚氰胺的含量。(3)管月清等采用毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測法同時測定了肉制品中鹽酸克倫特羅與沙丁胺醇的含量。四、毛細(xì)管電泳的特點(diǎn)1.高效

效率在105～106片/m間，毛細(xì)管凝膠電泳（CGE）效率可達(dá)107片/m以上；2.快速

幾十秒至十幾分鐘完成分離；3.微量

進(jìn)樣所需的體積可小到1μl，消耗體積在1～50nl間；4.多模式

可根據(jù)需要選用不同的分離模式，且僅需一臺儀器；5.樣品對象廣

從無機(jī)離子到整個細(xì)胞，具有“萬能”分析功能或潛力；6.經(jīng)濟(jì)

實(shí)驗(yàn)消耗不過幾毫升緩沖溶液；7.自動

CE是目前自動化程度最高的分離方法；8.潔凈

通常使用水溶液，對人對環(huán)境無害；4.1毛細(xì)管電泳優(yōu)點(diǎn)五、發(fā)展前景1.使用激光誘導(dǎo)突光檢測器(LIF)、電化學(xué)檢測器(EC)和質(zhì)譜檢測器(MS)等更加靈敏的檢測器來代替紫外、二極管陣列檢測器(PDA)等檢測器，來提高CE的靈敏度。2.聯(lián)用在線富集技術(shù)