1、2020/9/22,第七章色譜分析法,一、高效毛細(xì)管電泳 基本原理 二、儀器裝置 三、影響柱效的因素 及改進(jìn)方法 四、主要特點(diǎn)和應(yīng)用,第九節(jié)高效毛細(xì)管電泳,2020/9/22,高效毛細(xì)管電泳儀器（1）,2020/9/22,高效毛細(xì)管電泳儀器（2）,2020/9/22,高效毛細(xì)管電泳儀器（3）,2020/9/22,一、高效毛細(xì)管電泳基本原理,在電解質(zhì)溶液中，位于電場(chǎng)中的帶電離子在電場(chǎng)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，稱之為電泳。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。,1.經(jīng)典電泳分離法的不足 所用分離柱的柱徑大，柱較短，分離效率不高（遠(yuǎn)低于HPLC

2、），溫度影響大。 高效毛細(xì)管電泳在技術(shù)上采取了兩項(xiàng)重要改進(jìn)。,2020/9/22,2.高效毛細(xì)管電泳技術(shù)上的重要突破,高效毛細(xì)管電泳在技術(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,； 二是采用了高達(dá)數(shù)千伏的電壓。 毛細(xì)管的采用使產(chǎn)生的熱量能夠較快散發(fā)，大大減小了溫度效應(yīng)，使電場(chǎng)電壓可以很高。 電壓升高，電場(chǎng)推動(dòng)力大，又可進(jìn)一步使柱徑變小，柱長(zhǎng)增加， 高效毛細(xì)管電泳的柱效遠(yuǎn)高于高效液相色譜，理論塔板數(shù)高達(dá)幾十萬塊/米，特殊柱子可以達(dá)到數(shù)百萬。,2020/9/22,3.電泳現(xiàn)象與電滲流現(xiàn)象,電泳現(xiàn)象： 帶電離子在電場(chǎng)作用下的遷移，速度電泳,電滲流現(xiàn)象：玻璃表面存在硅羥基, pH3

3、時(shí), 形成雙電層，在高電場(chǎng)的作用下引起柱中的溶液整體向負(fù)極移動(dòng)，速度電滲流。,2020/9/22,4. 分離過程,電場(chǎng)作用下，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=電泳和電滲流兩種速度的矢量和。 正離子：兩種效應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向一致，在負(fù)極最先流出； 中性粒子無電泳現(xiàn)象，受電滲流影響，在陽(yáng)離子后流出； 陰離子：兩種效應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向相反，電滲流 電泳時(shí),陰離子在負(fù)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(chǎng)力大小不一樣也同時(shí)被相互分離。,2020/9/22,5.分離類型,八種分離類型 (1) 毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE） 最普遍、最基本的一種分離模式。,

4、(2) 毛細(xì)管凝膠電泳（CGE） 將聚丙烯酰胺在毛細(xì)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?jǐn)U散，所得峰型尖銳，分離效率高?？煞蛛x測(cè)定蛋白質(zhì)、DNA等。,2020/9/22,(3) 毛細(xì)管膠束電動(dòng)色譜（MECC）,在緩沖溶液中加入離子型表面活性劑，形成一疏水內(nèi)核、外部帶負(fù)電的膠束。在電場(chǎng)力的作用下，膠束在柱中移動(dòng)。由于電泳流和電滲流的方向相反，且電滲流 電泳 ，則帶負(fù)電的膠束以較慢的速度向負(fù)極方向移動(dòng)，中性試樣分子在膠束相和溶液（水相）兩相間分配，疏水性強(qiáng)的組分與膠束結(jié)合的較牢，流出時(shí)間長(zhǎng)?？捎脕矸蛛x中性物質(zhì)，擴(kuò)展了高效毛細(xì)管電泳的應(yīng)用范圍。,2

5、020/9/22,二、儀器裝置,電壓：030KV。 分離柱不涂敷任何固定液， 紫外或激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器 （可檢測(cè)到：10-1910-21 mol/L）,2020/9/22,三、影響柱效的因素及改進(jìn)方法,熱效應(yīng)：焦耳熱仍是影響柱效的主要因素。采用外部冷卻的方法散熱，擇合適的電壓和電解質(zhì)也是提高柱效的有效途徑。選擇合適的電解質(zhì)降低電阻，電流低于200微安，一般幾十微安。,電滲流控制：電滲流的大小和方向依賴于毛細(xì)管壁與溶液間電勢(shì)的極性和大小。,使用添加劑可以改變電滲流的大小和方向，如添加NaCl和甲醇可降低電滲流；加入乙腈則可以增大電滲流。加入反轉(zhuǎn)劑。則可以改變電滲流的方向。,2020/9/22,四、主要特點(diǎn)和應(yīng)用,高分辨率：理論塔板數(shù)高達(dá)數(shù)百萬塊，甚至數(shù)千萬塊。 高靈敏度：可檢測(cè)出低至10-21 mol/L濃度的物質(zhì)。 高分析速度：可在3分鐘內(nèi)分離30種陰離子；1.7分鐘分離19種陽(yáng)離子;4分鐘可分離10種蛋白質(zhì). 試樣用量少：僅需幾nL（10-9 L）的試樣 儀器簡(jiǎn)單，操作成本低：分析一