西南林大現(xiàn)代生化儀器分析課件11高效毛細(xì)管電泳分析第2節(jié) 高效毛細(xì)管電泳的理論基礎(chǔ)

1、第十一章高效毛細(xì)管電泳分析法一、PHCE基本原理basic principles of PHCE二、電滲現(xiàn)象與電滲流electroosmosis and electroosmotic flow三、影響電滲流的因素factors influenced electroosmosis四、淌度mobility五、PHCE中的參數(shù)與關(guān)系式parameters and relation in HPCE六、影響分離效率的因素factors influenced separation efficiency第二節(jié)高效毛細(xì)管電泳理論基礎(chǔ)high performance capillary electrophore

2、sis,HPCEbasic theory of HPCE2022/9/9 一、高效毛細(xì)管電泳(HPCE)基本原理 basic principles of PHCE 電泳是指帶電離子在電場(chǎng)中的定向移動(dòng)，不同離子具有不同的遷移速度，遷移速度與哪些因素有關(guān)？ 當(dāng)帶電離子以速度 在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，受到大小相等、方向相反的電場(chǎng)推動(dòng)力和平動(dòng)摩擦阻力的作用。電場(chǎng)力：FE = qE 阻 力：F = f故： qE = fq離子所帶的有效電荷；E 電場(chǎng)強(qiáng)度；離子在電場(chǎng)中的遷移速度；f 平動(dòng)摩擦系數(shù) ( 對(duì)于球形離子： f =6； 離子的表觀液態(tài)動(dòng)力學(xué)半徑； 介質(zhì)的粘度； )2022/9/9所以，遷移速度：（球形離子

3、） 物質(zhì)離子在電場(chǎng)中差速遷移是電泳分離的基礎(chǔ)。淌度 ：?jiǎn)挝浑妶?chǎng)強(qiáng)度下的平均電泳速度。 2022/9/9二、電滲現(xiàn)象與電滲流 electroosmosis and electroosmotic flow1.電滲流現(xiàn)象 當(dāng)固體與液體接觸時(shí)，固體表面由于某種原因帶一種電荷，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(shí)，就會(huì)發(fā)生液體相對(duì)于固體表面的移動(dòng)，這種液體相對(duì)于固體表面的移動(dòng)的現(xiàn)象叫電滲現(xiàn)象。 電滲現(xiàn)象中整體移動(dòng)著的液體叫電滲流（electroosmotic flow ，簡(jiǎn)稱EOF）。 2022/9/92.HPCE中的電滲現(xiàn)象與電滲流

4、石英毛細(xì)管柱，內(nèi)充液pH3時(shí)，表面電離成-SiO-,管內(nèi)壁帶負(fù)電荷，形成雙電層。 在高電場(chǎng)的作用下，帶正電荷的溶液表面及擴(kuò)散層向陰極移動(dòng)，由于這些陽離子實(shí)際上是溶劑化的，故將引起柱中的溶液整體向負(fù)極移動(dòng)，速度電滲流。2022/9/9HPCE中電滲流的方向 電滲流的方向取決于毛細(xì)管內(nèi)表面電荷的性質(zhì)： 內(nèi)表面帶負(fù)電荷，溶液帶正電荷，電滲流流向陰極； 內(nèi)表面帶正負(fù)電荷，溶液帶負(fù)電荷，電滲流流向陽極； 石英毛細(xì)管；帶負(fù)電荷，電滲流流向陰極；改變電滲流方向的方法： （1）毛細(xì)管改性 表面鍵合陽離子基團(tuán)； （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(xì)管壁帶正電荷，溶液表面帶負(fù)電荷

5、。電滲流流向陽極。2022/9/94. HPCE中電滲流的流形 電荷均勻分布，整體移動(dòng)，電滲流的流動(dòng)為平流，塞式流動(dòng)（譜帶展寬很?。?； 液相色譜中的溶液流動(dòng)為層流，拋物線流型，管壁處流速為零，管中心處的速度為平均速度的2倍（引起譜帶展寬較大）。2022/9/95. HPCE中電滲流的作用 電滲流的速度約等于一般離子電泳速度的57倍； 各種電性離子在毛細(xì)管柱中的遷移速度為： + =電滲流 + +ef 陽離子運(yùn)動(dòng)方向與電滲流一致； - =電滲流 - -ef 陰離子運(yùn)動(dòng)方向與電滲流相反； 0 =電滲流 中性粒子運(yùn)動(dòng)方向與電滲流一致；（1）可一次完成陽離子、陰離子、中性粒子的分離；（2）改變電滲流的大小和方向可改變分離效率和選擇性，如同改變LC中的流速；（3）電滲流的微小變化影響結(jié)果的重現(xiàn)性；在HPCE中，控制電滲流非常重要。2022/9/9請(qǐng)選擇內(nèi)容第一節(jié) 概述generalization第二節(jié) 高效毛細(xì)管電泳的理論基礎(chǔ)basic theory of HPCE第三節(jié) 高效毛細(xì)管電泳儀器high performance capillary electrophoresis apparatus