電泳:電場中帶電離子在電場力的作用下，以不同的速度向其所帶電荷相反的電極方向遷移的現(xiàn)象。不同離子所帶電荷及性質(zhì)的不同，遷移速率不同，可實現(xiàn)分離。利用電泳現(xiàn)象對某些化學(xué)或生物物質(zhì)進行分離分析的方法和技術(shù)叫電泳法或電泳技術(shù)。第九章高效毛細管電泳法（highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE）按形狀分類：U型管電泳、柱狀電泳、平板電泳按載體分類：濾紙電泳、瓊脂電泳、聚丙烯酰胺電泳、自由電泳操作煩瑣，分離效率低，定量困難，無法與其他分析相比。

1981年Jorgenson、Luckas——高效毛細管電泳兩項重要改進：一、采用0.05mm內(nèi)徑的毛細管，熱量散發(fā)快，減小了溫度效應(yīng)，電壓可以很高；二、采用高達數(shù)千伏的電壓,推動力大，柱徑變小，柱長增加。

理論塔板數(shù)高達幾十萬塊/米，特殊柱子可以達到數(shù)百萬。HPCE中的電滲現(xiàn)象與電滲流石英毛細管柱內(nèi)充液pH>4時，內(nèi)壁表面電離成-SiO-,吸引溶液中正離子，形成雙電層。在高電場的作用下，帶正電荷的溶液表面及擴散層向陰極移動，溶劑化的陽離子引起柱中溶液整體向負極移動。形成電滲流（electroosmoticflow，EOF）。電滲流的大小用電滲流速度ν電滲流表示HPCE中電滲流的方向

電滲流的方向取決于毛細管內(nèi)表面電荷的性質(zhì)

石英毛細管帶負電荷，電滲流流向陰極；改變電滲流方向的方法：（1）毛細管改性表面鍵合陽離子基團；（2）加電滲流反轉(zhuǎn)劑內(nèi)充液中加入大量的陽離子表面活性劑，將使石英毛細管壁帶正電荷，溶液表面帶負電荷。電滲流流向陽極。HPCE中電滲流的流形電荷均勻分布，整體移動，電滲流的流動為平流，塞式流動，譜帶展寬很小液相色譜中的溶液流動為層流，拋物線流型，引起譜帶展寬較大影響電滲流的因素

電場強度毛細管材料電解質(zhì)溶液性質(zhì)添加劑溫度分離過程電場作用下，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)的運動方向一致，在負極最先流出；

中性粒子無電泳現(xiàn)象，受電滲流影響，在陽離子后流出；

陰離子：兩種效應(yīng)的運動方向相反。ν電滲流>ν電泳時,陰離子在負極最后流出,在這種情況下,不但可以按類分離,除中性粒子外,同種類離子由于受到的電場力大小不一樣也同時被相互分離。五、HPCE中的參數(shù)與關(guān)系式

parametersandrelationinHPCE1.遷移時間（保留時間）

HPCE兼具有電化學(xué)的特性和色譜分析的特性。有關(guān)色譜理論也適用。V—外加電壓；L—毛細管總長度；Leff—毛細管有效長度；Uapp—表觀遷移率；2.分離效率（塔板數(shù)）

在HPCE中，僅存在縱向擴散，σ2=2Dt

擴散系數(shù)小的溶質(zhì)比擴散系數(shù)大的分離效率高，分離生物大分子的依據(jù)。3.分離度

影響分離度的主要因素；工作電壓V；毛細管有效長度與總長度比(Leff/L)；有效淌度差。分離度可按譜圖直接由下式計算：高效毛細管電泳的特點1.儀器簡單、易自動化電源、毛細管、檢測器、溶液瓶2.分析速度快、分離效率高

在3.1min內(nèi)分離36種無機及有機陰離子，4.1min內(nèi)分離了24種陽離子，105～107/m理論塔板數(shù)；3.操作方便、消耗少

進樣量極少（nl級），水介質(zhì)中進行；4.應(yīng)用范圍極廣有機物、無機物、生物、中性分子；生物大分子等；分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)、環(huán)境保護、材料等；

儀器流程與主要部件

電壓：0～30kV；分離柱不涂敷任何固定液；紫外或激光誘導(dǎo)熒光檢測器；（可檢測到：10-19～10-21mol/L）1.高壓電源（1）0～30

kV穩(wěn)定、連續(xù)可調(diào)的直流電源；（2）具有恒壓、恒流、恒功率輸出；（3）電場強度程序控制系統(tǒng)；（4）電壓穩(wěn)定性：0.1%；（5）電源極性易轉(zhuǎn)換；2.毛細管柱（1）材料：石英：各項性能好；玻璃：光學(xué)、機械性能差；（2）規(guī)格：內(nèi)徑20～75μm，外徑350～400μm；長度<=1米3.緩沖液池

化學(xué)惰性，機械穩(wěn)定性好4.檢測器

要求：具有極高靈敏度，可柱端檢測；檢測器、數(shù)據(jù)采集與計算機數(shù)據(jù)處理一體化

類型檢測限/mol特點紫外-可見10-13～10-15

加二極管陣列，光譜信息熒光10-15～10-17靈敏度高，樣品需衍生激光誘導(dǎo)熒光10-18～10-20靈敏度極高，樣品需衍生電導(dǎo)10-18～10-19離子靈敏，需專用的裝置進樣方式

進樣量：毛細管長度的1%-2%；納升級、非常?。涣黧w力學(xué)進樣方式（1）進樣端加壓（2）出口端抽真空（3）虹吸進樣

毛細管一端插入樣品瓶，加電壓；電動進樣方式

進樣不均：電歧視現(xiàn)象，淌度大的離子比淌度大的進樣量大；離子丟失：淌度大且與電滲流方向相反的離子可能進不去；

特別適合黏度大的試樣分離類型八種分離類型根據(jù)試樣性質(zhì)不同，采用不同的分離類型；每種機理的選擇性不同毛細管區(qū)帶電泳

capillaryzoneelectrophoresis，CZE

帶電粒子的遷移速度=電泳和電滲流速度的矢量和。

正離子：兩種效應(yīng)的運動方向一致，在負極最先流出；中性粒子：無電泳現(xiàn)象，受電滲流影響，在陽離子后流出；

陰離子：兩種效應(yīng)的運動方向相反；ν電滲流>ν電泳時,陰離子在負極最后流出,在這種情況下,不但可以按類分離,同種類離子由于差速遷移被相互分離。

最基本、應(yīng)用廣的分離模式；毛細管凝膠電泳

capillarygelelectrophoresis，CGE

將聚丙烯酰胺等在毛細管柱內(nèi)交聯(lián)生成凝膠。其具有多孔性，類似分子篩的作用，試樣分子按大小分離。能夠有效減小組分擴散，所得峰型尖銳，分離效率高。蛋白質(zhì)、DNA等的電荷/質(zhì)量比與分子大小無關(guān)，CZE模式很難分離，采用CGE能獲得良好分離，DNA排序的重要手段。特點：抗對流性好，散熱性好，分離度極高。無膠篩分技術(shù)：采用低粘度的線性聚合物溶液代替高粘度交聯(lián)聚丙烯酰胺。柱便宜、易制備。

1.緩沖溶液中加入離子型表面活性劑，其濃度達到臨界濃度，形成一疏水內(nèi)核、外部帶負電的膠束。膠束電動毛細管色譜（MECC，MEKC）

micellarelectrokineticcapillarychromatography，MEKC

在電場力的作用下，膠束在柱中移動。

2.電泳流和電滲流的方向相反，且ν電滲流

>ν電泳，負電膠束以較慢的速度向負極移動；

5.色譜與電泳分離模式的結(jié)合。3.中性分子在膠束相和溶液（水相）間分配，疏水性強的組分與膠束結(jié)合的較牢，流出時間長；

4.可用來分離中性物質(zhì)，擴展了高效毛細管電泳的應(yīng)用范圍；

1.根據(jù)等電點差別分離生物大分子的高分辨率電泳技術(shù)；

2.毛細管內(nèi)充有兩性電解質(zhì)（合成的具有不同等電點范圍的脂肪族多胺基多羧酸混合物），當施加直流電壓（6～8V）時，管內(nèi)將建立一個由陽極到陰極逐步升高的pH梯度；

3.氨基酸、蛋白質(zhì)、多肽等的所帶電荷與溶液pH有關(guān)，在酸性溶液中帶正電荷，反之帶負電荷。在其等電點時，呈電中性，淌度為零；毛細管等電聚焦

capillaryisoelectricfocusing，CIEF

4.聚焦：具有不同等電點的生物試樣在電場力的作用下遷移，分別到達滿足其等電點pH的位置時，呈電中性，停止移動，形成窄溶質(zhì)帶而相互分離；

5.陽極端裝稀磷酸溶液，陰極端裝稀NaOH溶液；

6.加壓將毛細管內(nèi)分離后的溶液推出經(jīng)過檢測器檢測；

7.電滲流在CIEF中不利，應(yīng)消除或減小。

1.將兩種淌度差別很大的緩沖液分別作為前導(dǎo)離子(充滿毛細管)和尾隨離子，試樣離子的淌度全部位于兩者之間，并以同一速度移動。

2.負離子分析時，前導(dǎo)電解質(zhì)的淌度大于試樣中所有負離子的。所有試樣都按前導(dǎo)離子的速度等速向陽極前進，逐漸形成各自獨立的區(qū)帶而分離。陰極進樣，陽極檢測。毛細管等速電泳

capillaryisotachophoresis，CITP

3.不同離子的淌度不同，所形成區(qū)帶的電場強度不同(ν=μE)，淌度大的離子區(qū)帶電場強度??；沿出口到進口，將不同區(qū)帶依次排序1、2、3、4

電場強度依次增大。假設(shè)“2”號中離子擴散到“3”號，該區(qū)電場強度大，離子被加速，返回到“2”區(qū)；當“2”號中離子跑到“1”號區(qū)，離子被減速使之歸隊；

4.特點：界面明顯，富集、濃縮作用；capillaryisotachophoresis，CITP

在毛細管壁上鍵合或涂漬高效液相色譜的固定液，以電滲流為推動力，試樣組分在兩相間的分配為分離機理的電動色譜過程毛細管電色譜

capillaryelectroosmosticchromatography，CEC離子分析陽離子分析

遷移方向和電滲流方向一致；

4.5min內(nèi)分離了24種金屬離子；陽極進樣，陰極檢測；具有很高的靈敏度；陰離子分析

陰離子電泳方向和電滲流方向相反、速度接近，分析時間長、效率低；質(zhì)量小、電荷密度大的離子如：SO42-、Cl-、F-等，電泳速率大于電滲流，陽極端流出，在陰極端無法檢測；加入電滲流改性劑，使電泳方向和電滲流方向一致，可在3.1min內(nèi)分離36種陰離子；陰極進樣，陽極檢測；離子價態(tài)及存在形態(tài)分析；藥物分析

檢測體液或細胞中某些代謝產(chǎn)物的分析；尿液中的氨基酸含量作為臨床診斷糖尿病的輔助手段；采用毛細管區(qū)帶電泳方式，在11min內(nèi)分離17種藥物；采用MEKC模式，鑒定違禁藥物；效果優(yōu)于HPLG法手性化合物分析

合成獲得單一手性化合物相當困難；528種手性合成藥物，61中以單一對映體形式銷售，其他為外消旋體；檢測分析也相當困難；研究熱點；R-反應(yīng)停是安眠藥，S-式致胎兒畸形；

HPCE分離分析手性化合物的方法：加入手性選擇劑；形成配合物的穩(wěn)定常數(shù)有差異，結(jié)合HPCE的高效率；常用手性選擇劑：環(huán)糊精及其衍生物；手性冠醚；手性表面活性劑（氨基酸衍生物、膽酸鈉、?；敲撗跄懰峒捌溻c鹽、低聚糖等天然手性表面活性劑）氨基酸與蛋白質(zhì)分析

采用MEKC模式，在25分鐘內(nèi)分離了23種丹酰化氨基酸；HPCE可取代傳統(tǒng)的氨基酸分析儀；問題：吸附和檢測蛋白質(zhì)分析核酸分析及DNA排序重要分析手段右圖：酶解的雙螺旋DNA限制性片段的分