吉大儀器分析 課堂筆記

1、吉大儀器分析第二十章 毛細管電泳法 課堂筆記u 主要知識點掌握程度一、概念掌握：電泳、電滲、淌度、電滲率、表現(xiàn)淌度、有效淌度。二、基本理論掌握：分離模式：毛細管區(qū)帶電泳、膠束電動毛細管色譜、毛細管凝膠電泳、毛細管電色譜、微乳液電動毛細管色譜、毛細管等電聚焦、非水毛細管電泳。三、計算u 知識點整理 第一節(jié) 毛細管電泳的特點和分類第二節(jié) 毛細管電泳理論第三節(jié) 毛細管電泳的主要分離模式第四節(jié) 毛細管電泳儀概述在電解質(zhì)溶液中，位于電場中的帶電粒子在電場的作用下，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，遷移速率不同可實現(xiàn)分離。1、經(jīng)典電泳分離法的不

2、足所用分離柱的柱徑大，柱較短，分離效率不高（遠低于HPLC），溫度影響大。高效毛細管電泳在技術(shù)上采取了兩項重要改進。2、高效毛細管電泳技術(shù)上的重要突破高效毛細管電泳在技術(shù)上采取了兩項重要改進：一是采用了0.05mm內(nèi)徑的毛細管；毛細管的采用使產(chǎn)生的熱量能夠較快散發(fā)，大大減小了溫度效應(yīng)，使電場電壓可以很高；二是采用了高達數(shù)千伏的電壓。電壓升高，電場推動力大，又可進一步使柱徑變小，柱長增加；高效毛細管電泳的柱效遠高于高效液相色譜，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。毛細管電泳法：是在散熱效率很高的毛細管內(nèi)進行的電泳，可以應(yīng)用高電壓，極大改善了分離效果。1、分離原理：電泳帶電粒子在一

3、定介質(zhì)中因電場作用而發(fā)生定向運動，因粒子所帶的電荷數(shù)、形狀、離解度等不同，有不同的遷移速度而不同。色譜不同組分在兩相中的分配系數(shù)不同而分離。2、分離過程：差速遷移過程。名詞、概念、基本理論均適用。3、儀器流程：進樣、分離、檢測、數(shù)據(jù)處理。毛細管電泳的特點1、高分辯率：理論塔板數(shù)高達數(shù)百萬塊，甚至數(shù)千萬塊。2、高靈敏度：可檢測出低至濃度的物質(zhì)。3、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種陽離子；4分鐘可分離10種蛋白質(zhì)。4、試樣用量少：僅需幾的試樣5、儀器簡單，操作成本低，污染小：分析一個試樣僅需幾毫升流動液6、應(yīng)用廣泛第一節(jié) 毛細管電泳理論一、電滲和電滲率電滲是一種液體相

4、對于帶電的管壁移動的現(xiàn)象。電滲的形成：石英毛細管內(nèi)壁表面硅羥基在緩沖溶液中發(fā)生電離，帶負電，并吸引溶液中的陽離子，形成雙電層，在高電場的作用下引起柱中的陽離子向陰極運動。并攜帶溶液整體向負極移動，形成電滲流。電滲流：液體的整體流動。 E為電場強度。方向：陽極陰極。二、電泳和電泳淌度電泳是在電場作用下，帶電粒子在緩沖溶液中的定向移動。為移動速度。帶電粒子可按照表面電荷密度的差別，以不同速度在電介質(zhì)中移動，而實現(xiàn)分離。離子活度系數(shù)、溶質(zhì)分子的離解程度對粒子的淌度有影響有效淌度：荷電粒子在電場中的遷移速度，與電場強度、介質(zhì)特性、離解度、電荷數(shù)及其大小、形狀有關(guān)。電泳現(xiàn)象與電滲流現(xiàn)象電泳現(xiàn)象：帶電粒子

5、在電場作用下的遷移。電滲流現(xiàn)象：玻璃表面存在硅差勁基，PH2時，形成雙電層，在高電場的作用下引起柱中的溶液整體向陰極移動。電滲流的速度是電泳速度的57倍。三、表觀淌度和權(quán)均淌度表觀淌度：陽離子 陰離子 中性分子 中性分子不能分離。表觀遷移速度：粒子的實際遷移速度出峰順序：陽離子中性物質(zhì)陰離子綜上所述毛細管電泳：當試樣引入毛細管后，帶電粒子在電場作用下，各向電性相反的電極做泳動。若電滲淌度在數(shù)值上大于緩沖溶液中所有向陽極泳動的陰離子的電泳淌度，那么所有離子型和非離子型物質(zhì)都被電滲流攜帶而向負極運動，從毛細管的一端依次洗脫出來，因遷移速度的不同而實現(xiàn)分離。四、分離效率和譜帶展寬（一）理論塔板數(shù)和塔

6、板高度：進樣口至檢測器之間的距離；：遷移時間（二）譜帶展寬源于溶液、溶質(zhì)自身：自熱、擴散和吸附。源于系統(tǒng)：進樣、檢測。速率方程 只有縱向擴散項自熱：徑向溫度梯度徑向粘度梯度遷移速度徑向差異區(qū)帶展寬。擴散：縱向擴散，分子量大擴散小。吸附：溶質(zhì)中的陽離子與帶負電的管壁離子作用、疏水作用。表面積與體積比（內(nèi)徑細）吸附作用大。五、分離度第二節(jié) 毛細管電泳的主要分離模式1、按填充物形狀：自由溶液 非自由溶液2、按機制：電泳型、色譜型、電泳/色譜型3、常用分離模式：毛細管區(qū)帶電泳、毛細管凝膠電泳、膠束電動毛細管色譜、微乳液電動毛細管色譜、毛細管電色譜、毛細管等電聚焦、非水毛細管電泳。一、毛細管區(qū)帶電泳（C

7、ZE）最普遍、最基本的一種分離模式。分離原理：樣品組分之間荷質(zhì)比的差異，造成組分遷移速度不同。條件：1、分離電壓：電壓高，速度快。最佳電壓。2、緩沖溶液：緩沖容量大；在檢測波長有較低吸收；淌度小，電流小；3、緩沖溶液濃度：濃度大，離子強度大，減少組分與管壁、組分間的作用力。電流增大，產(chǎn)生熱量大。4、PH值：PH值或分析組分等電點1個單位。酸性組分堿性介質(zhì)，堿性組分酸性介質(zhì)。5、添加劑：改善分離。二、膠束電動毛細管色譜 （MEKC）在緩沖溶液中加入表面活性劑，形成一疏水內(nèi)核、外部帶正或負電的膠束。在電場力的作用下，膠束在柱中移動。由于電泳流和電滲流的方向相反，且U電滲流U電泳，則帶電的膠束以一定

8、的速度向負極方向移動，中性試樣分子在隨電滲移動的同時，在膠束相和溶液（水相）兩相間分配，各組分的分配系數(shù)的差異造成分離?？捎脕矸蛛x中性物質(zhì)，擴展了高效毛細管電泳的應(yīng)用范圍。三、毛細管凝膠電泳（CGE）將聚丙烯酰胺在毛細管柱內(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。毛細管電泳+凝膠電泳能夠有效減小組分擴散，所得峰型尖銳，分離效率高?？煞蛛x測定蛋白質(zhì)、DNA等。四、毛細管電色譜（CEC）包含了電泳和色譜兩種機制，根據(jù)被分離組分在流動相和固定相中的分配系數(shù)不同和自身電泳淌度差異而達到分離。電泳淌度 + 色譜分配系數(shù)CEC結(jié)合了CE的高效和HPLC的高選擇性。固定相正相、反相。流動相緩沖溶液和溶劑混合。五、非水毛細管電泳（NACE）在有機溶劑為主要的非水體第中進行的毛細管電泳。在有機溶劑中必須加入電解質(zhì)，使之具有導(dǎo)電性。優(yōu)點：可分離水中難溶的試樣；可承受高電壓產(chǎn)生的高電場。第四節(jié) 毛細管電泳儀高壓電源；毛細管柱；進樣；檢測一、高壓電源電源、電極、電極槽。電壓：030KV。二、毛細管柱化學(xué)和電惰性，有電滲，能透過紫外光。石英毛細管：內(nèi)徑2575m，一般30cm，最長70cm。三、進樣電動進樣：電遷移和電滲作用；壓力進樣：壓力差；擴散進樣：濃度差。四、