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《8-1+新型分离技术简介(一)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第八章、新型分离技术简介1、电泳分离2、膜分离3、磁分离4、手性分离技术5、分子烙印技术6、气浮分离法7、新型萃取技术一、毛细管电泳分离法（capillaryelectrophoresis,CE）1、简介2、基本原理（与HPLC的比较）3、仪器结构4、分离机理及分类5、应用1、毛细管电泳的简介1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75um内径毛细管柱内用高电压进行分离,创立了现代毛细管电泳。1984年Terabe等建立了胶束毛细管电动力学色谱。1987年Cohen和Karger提出了毛细管凝胶电泳。1988～1989年出现了第一批
2、毛细管电泳商品仪器。国内最早是由竺安教授在1980年提出来的，他先后在中国科学院化学研究所和浙江大学建立了两个研究组。1992年CE开始受到国内广泛重视，发展很快。毛细管电泳是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。长期困扰我们的生物大分子如蛋白质的分离分析也因此有了新的转机。短短几年内,由于CE符合了以生物工程为代表的生命科学各领域中对多肽、蛋白质(包括酶，抗体)、核苷酸乃至脱氧核糖核酸(DNA
3、)的分离分析要求,得到了迅速的发展。2、基本原理电泳分离是在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现象。不同分子所带电荷性质、多少不同，形状、大小各异。受电场作用，样本中各组分按一定速度迁移，从而形成电泳。经典电泳分离法的不足：所用分离柱的柱径大，柱较短，分离效率不高（远低于HPLC），温度影响大。高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进。高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进：一是采用了0.05mm内径的毛细管；二是采用了高达数千伏的电压。毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减
4、小了温度效应，使电场电压可以很高。电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，柱长增加，高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。CE与普通电泳比较：CE和普通电泳相比,由于其采用高电场,因此分离速度要快得多；一般电泳定量精度差,而CE和HPLC相近；CE操作自动化程度比普通电泳要高得多。CE的优点：高灵敏度:常用紫外检测器的检测限可达10-13～10-15mol,激光诱导荧光检测器则达10-19～10-21mol，检测器则除了未能和原子吸收及红外光谱连接以外,其它类型检测器均已和CE实现了连
5、接检测；高分辨率:其每米理论塔板数为几十万；高者可达几百万乃至千万,而HPLC一般为几千到几万；高速度:最快可在60s内完成,在250s内分离10种蛋白质,1.7min分离19种阳离子,3min内分离30种阴离子；样品少:只需nl(10-9L)级的进样量；成本低:只需少量(几毫升)流动相和价格低廉的毛细管。由于以上优点以及分离生物大分子的能力,使CE成为近年来发展最迅速的分离分析方法之一。当然CE还是一种正在发展中的技术,有些理论研究和实际应用正在进行与开发。CE与HPLC比较：CE是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。CE和高效液相色谱法
6、(HPLC)相比,其相同处在于都是高效分离技术,仪器操作均可自动化,且二者均有多种分离模式。二者之间的差异在于：CE用迁移时间取代HPLC中的保留时间,CE的分析时间通常不超过30min,比HPLC速度快；对CE而言,从理论上推得其理论塔板高度和溶质的扩散系数成正比,对扩散系数小的生物大分子而言,其柱效就要比HPLC高得多；CE所需样品为nl级,流动相用量也只需几毫升,而HPLC所需样品为μl级,流动相则需几百毫升乃至更多；但CE仅能实现微量制备,而HPLC可作常量制备。缺点与不足：进样不够方便;应用范围相对较窄。分析阴离子时，由阴极进样，在阳
7、极检测。但电渗流方向与阴离子受电场力作用移动方向相反，出峰时间较长。3、仪器结构1－温度控制系统；2－高压电源；3－高压电极槽；4－毛细管；5－检测器；6－低压电极槽；7－铂丝电极；8－记录/数据处理毛细管电泳仪4、分离机理4.1电泳现象与电渗流现象电泳现象：带电离子在电场作用下的迁移，速度ν电泳电渗流现象：玻璃表面存在硅羟基,pH>3时,形成双电层，在高电场的作用下引起柱中的溶液整体向负极移动，速度ν电渗流。（EOF）电泳与电渗流示意图：4.2分离过程电场作用下，柱中出现电泳现象和电渗流现象。带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流两种速度的矢量和。
8、正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出；中性粒子：无电泳现象，受电渗流影响,在阳离子后流出;阴离子:两种效应的运动方向相反,ν电渗流>ν电泳时
