毛细管区带电泳中场增强进样柱内富集的非线性特征论文

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1、毛细管区带电泳中场增强进样柱内富集的非线性特征论文【摘要】直接柱头场效应进样是一种毛细管区带电泳柱内富集，其进样过程中样品在柱内的分布可分为两部分，即在运行缓冲溶液中的堆积区段和由电渗流引入的样品溶液区段。通过对溶质输运行为的研究表明：两区段长度与进样时间之间并非简单的线性关系，因此进样量与进样时间的关系也非线性，且与溶质淌度有关；进样量的增加并不能导致富集倍数的同步增加，由于层流的作用使得场效应进样柱内富集效果降低。为了在保持柱效基本不变情况下得到好的富集效果，除需使溶质在运行缓冲溶液和样品溶液中的电导率比极大外，进样时间也应与之匹配。【关键词】毛细管电泳.freelpli

2、fiedsamplestacking)isatechniqueforoncolumnenrichmentincapillaryzoneelectrophoresis.Thedistributionofsoluteincolumnduringinjectioncanbedividedintotplesolutionzoneimportedbyelectroosmosis.Basedontheinvestigationoftransferofsoluteincolumn,theresultsshoeobilityofsoluteandinjectiontime.Theincre

3、asingoftheenrichmenteffectenteffectisdecreasedduetothelaminarflonefficiencyanddesireenrichmenteffect,theratioofmobilityofsoluteintaximum,andtheKeyent,sampleinjection1引言毛细管电泳柱上浓缩可分为电堆积富集和场增强进样两种技术，电堆积富集在流体动力进样后实现，这种方法将样品溶解在稀释的载体电解质溶液中，因为样品溶液的电阻率大于载体电解质溶液，导致流体动力学进样后，在外加电压下分配在样品区带中的电场强度高于充满载体电

4、解质溶液的毛细管柱其它部分，样品离子在高电场作用下迁移速度较快；当样品离子迁移到初始样品区段与运行区段的边沿时，由于电场强度的降低，迁移速度将会相对变慢，样品离子在边沿处堆积，并得到富集。场增强进样作为毛细管电泳柱上浓缩技术的基本原理与电堆积富集相同，但这种技术在电动进样过程中实现1,2。样品溶解在载体电解质浓度很低的溶液中，电动进样时进样口端的电场强度远高于毛细管内部，样品离子在高电场强度下有较快的迁移速度，样品负离子的迁移速度方向与电渗流方向相反一般不能进入毛细管中，而正离子的迁移方向与电渗流方向相同，可进入到毛细管中，并在较低的电场强度下迁移速度迅速下降，如此达到样品正

5、离子的柱上浓缩。Chien等3认为样品正离子在毛细管进样口端的富集，可能会导致局部离子强度的很大提高而影响进样口端的局部电场强度，使电堆积效率降低，并采用在柱头先引入一小段水柱来解决。实际上，在柱头引入水柱同样也可能对浓缩过程产生损失，而且必须以动力进样的方式压入水柱，操作很不方便。由于载体电解质浓度一般较高，样品在柱头的堆积伴随着载体电解质中同离子的同时迁移，该结果使得柱头边沿上的离子强度不可能有太大的变化。在场增强进样的过程中，柱内的场强变化及进样量等均随进样时间而变化。Chien等4研究了场增强进样时进样量的求算方法，Dose5和曹军等6也通过计算机模拟的方法对进样量作

6、过研究。Osbourn等7对毛细管电泳中的不同样品富集技术的原理做了系统综述，本文作者在毛细管电泳在线富集方面也做了理论与应用的研究8～10，尤其在电色谱中，甚至做到超长进样进行样品的富集10。本研究进一步探讨直接柱头进样情况下多种因素的综合作用及样品在柱内富集过程的非线性特征。2理论部分直接场效应进样的方法采用低离子强度的缓冲溶液配制样品，柱管内预先充满高离子强度的缓冲溶液，在一定的场强作用下进样。样品的带电性质不同，在电场的作用下其输运规律也不相同。本研究只考虑碱性样品的柱内富集过程。碱性样品阳离子的进样过程不仅受到电泳迁移的作用，同时电渗流的作用也占有重要地位，样品的场

7、效应进样过程可以采用图1的简单模型加以说明。图1碱性样品场效应进样过程Fig.1Fieldamplifiedsamplestacking(FASS)injectionprocedureofalkalinesample配制样品采用的缓冲溶液的浓度为C1，而预先充满柱管的缓冲溶液的浓度为C2。场效应进样时，由于两种溶液的离子强度不同，在两区段中的电场强度也将不同。样品溶液进入到毛细管中形成进样区段，根据文献3，可确定其局部场强与总场强的关系。由于层流的作用，使得只能有一部分样品以层流的速度进入到毛细管中。C