毛細管電泳儀

毛細管電泳儀毛細管電泳(capillaryelectrophoresis,CE)又稱高效毛細管電泳(highperformancecapillaryelectrophoresis，HPCE)，是一類以毛細管為分離通道、以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離技術。毛細管電泳實際上包含電泳、色譜及其交叉內(nèi)容，它使分析化學得以從微升水平進入納升水平，并使單細胞分析，乃至單分子分析成為可能。長期困擾我們的生物大分子如蛋白質的分離分析也因此有了新的轉機。目錄?基礎理論?分類?特點?儀器系統(tǒng)?影響分離因素?基礎理論?分類?特點?儀器系統(tǒng)?影響分離因素?測定藥物與蛋白結合常數(shù)?毛細管電泳-質譜聯(lián)用?微全分析系統(tǒng)?應用?\1雙電層雙電層是指兩相之間的分離表面由相對固定和游離的兩部分離子組成的與表面異號的離子層，凡是浸沒在液體中的界面都會產(chǎn)生雙電層。在毛細管電泳中，無論是帶電粒子的表面還是毛細管管壁的表面都有雙電層。2Zeta電勢毛細管電泳書籍電介質溶液中，任何帶電粒子都可被看成是一個雙電層系統(tǒng)的一部分，離子自身的電荷被異號的帶電離子中和，這些異號離子中有一些被不可逆的吸附到離子上，而另一些則游離在附近，并擴散到電介質中進行離子交換?！肮潭ā彪x子有一個切平面，它和離得最近的離子之間的電勢則被稱之為離子的Zeta電勢。石英材質的毛細管是毛細管電泳中最常使用的毛細管，管子內(nèi)表面在pH>3情況下帶負電，當其與溶液接觸時，會形成緊貼內(nèi)表面的和游離的兩部分離子。這兩部分離子組成的與表面電荷異號的離子層，即為雙電層，其中第一部分又稱之為Stern層。第二層為擴散層。擴散層中游離部分離子的電荷密度隨著和表面距離的增大而急劇減小。在Stern層和雙電層的游離部分的起點的邊界層之間的電勢稱之為管壁的Zeta電勢。典型值大體在0-100mV之間，Zeta電勢的值隨距離增大按指數(shù)衰減，使其衰減一個指數(shù)單位所需的距離稱之為雙電層的厚度（6）熔硅表面的Zeta電勢與它表面上的電荷數(shù)及雙電層厚度有關，而這些又受到離子的性質、緩沖溶液pH值、緩沖溶液中陽離子和熔硅表面間的平衡等因素的影響。3淌度、絕對淌度和有效淌度帶電粒子在直流電場作用下于一定介質（溶劑）中所發(fā)生的定向運動稱為電泳。單位電場下的電泳速度稱為淌度。在無限稀釋溶液中（稀溶液數(shù)據(jù)外推）測得的淌度稱為絕對淌度。電場中帶電離子運動除了受到電場力的作用外，還會受到溶劑阻力的作用。一定時間后，兩種力的作用就會達到平衡，此時離子作勻速運動，電泳進入穩(wěn)態(tài)。實際溶液的活度不同，特別是酸堿度的不同，所以樣品分子的離解度不同，電荷也將發(fā)生變化，這時的淌度可稱為有效電泳淌度。一般來說，離子所帶電荷越多、離解度越大、體積越小，電泳速度就越快。4電滲、電滲流和表觀淌度電滲是推動樣品遷移的另一種重要動力。所謂電滲是指毛細管中的溶劑因軸向直流電場作用而發(fā)生的定向流動。電滲是由定域電荷引起。定域電荷是指牢固結合在管壁上、在電場作用下不能遷移的離子或帶電基團。在定域電荷對溶液中的反號離子吸引下形成了所謂的雙電層，致使溶劑在電場作用（以及碰撞作用）下整體定向移動而形成電滲流（毛細管中的電滲流為平頭塞狀）。毛細管區(qū)帶電泳條件下，電滲流從陽極流向陰極。電滲流大小受到Zeta電勢、雙電層厚度和介質粘度的影響，一般說來,Zeta電勢越大，雙電層越薄，粘度越小，電滲流值越大。毛細管在毛細管電泳中，樣品分子的遷移是有效電泳淌度和電滲流淌度的綜合表現(xiàn)，這時的淌度稱為表觀淌度。在多數(shù)的水溶液中，石英（或玻璃）毛細管表面因硅羥基解離會產(chǎn)生負的定域電荷，產(chǎn)生指向負極的電滲流。在毛細管中電滲速度可比電泳速度大一個數(shù)量級，所以能實現(xiàn)樣品組分同向泳動。正離子的運動方向和電滲一致，因此它應最先流出。中性分子與電滲流同速，隨電滲而行。負離子因其運動方向和電滲相反，在中性粒子之后流出。電滲流與pH的關系十分密切。電滲受Zeta電勢的影響，Zeta電勢由毛細管壁表面的電荷決定，而電荷又受到緩沖溶液的pH值影響，所以電滲流的值是緩沖溶液的pH值的函數(shù)，一般隨pH值的增大而增大，到中性或堿性時，其值會變得很大。此外，任何影響管壁上解離的因素，如毛細管洗滌過程、電泳緩沖液組成、粘度、溫度等都會影響或改變電滲流。電磁場以及許多能與毛細管表面作用的物質如表面活性劑、蛋白質等，都可以對電滲流產(chǎn)生很大影響。電滲在電泳分離中扮演著重要角色，是伴隨電泳產(chǎn)生的一種電動現(xiàn)象。多數(shù)情況下，電滲流速度是電泳速度的5-7倍。因此，在毛細管電泳（CE）中利用電滲流可將正、負離子和中性分子一起朝一個方向產(chǎn)生差速遷移，在一次CE操作中同時完成正、負離子的分離測定。由于電滲流的大小和方向可以影響CE分離的效率、選擇性和分離度，所以成為優(yōu)化分離條件的重要參數(shù)。電滲流的細小變化將嚴重影響CE分離的重現(xiàn)性（遷移時間和峰面積）。所以，電滲流的控制是CE中的一項重要任務。用來控制電滲流的方法主要有改變緩沖溶液的成分和濃度；改變緩沖溶液的pH值；加入添加劑；毛細管內(nèi)壁改性-物理或化學方法涂層及動態(tài)去活；外加徑向電場；改變溫度等。中性物質可以用作測定電滲的標記物。例如二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞砜,（DMSO）卜萘酚、丙酮、