毛细管电泳-电致化学发光联用技术在药物-分析中的应用

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1、第1章引言1．1毛细管电泳的原理与应用1．1．1毛细管电泳的历史进展毛细管电泳(capillaryelectrophoresis，CE)，又称高效毛细管电泳oli曲perf0皿觚cecapillaryelectrophoresis，HPCE)，是一种以毛细管为分离通道，高压直流电场为驱动力，以样品的多种特性(电荷、．大小、等电点、极性、亲和行为、相分配特性等)为根据的液相微分离分析技术。它使分析科学得以从微升水平进入纳升水平，是继高效液相色谱后的又一重大进展。与传统电泳相比，根本区别在于它使电泳过程在散热效率极高的毛细管内进行，

2、从而确保引入高的电场强度，全面改善分离质量。CE的发展历史源远流长，高效毛细管电泳技术的发展可以追溯到1967年Hjerten[1】提出的用内径3mm的窄孔径石英毛细管在高电场下进行电泳，并首次提出了自由溶液的区带电泳(capillaryzoneele=ctrophoresis，czE)的概念。1970年，等速电泳研究先驱Everaerts等，报道了他们关于I口中的CZE效应研究，可借因为分离效率低而没有引起关注。1974年，Vkmnen认为必须使用细孔毛细管方能提高分离效率，后来Mikkers等从理论上进行研究，揭示了影响CZ

3、E分离效率的电场聚焦现象；另一方面进行实验研究，以200vanOD)内径的聚四氟乙烯管做电泳，获得了10脚板高的高效分离结果犯!成为czE发展的一个重大突破，从而也证实Everaerts的观点。1981年，Jorgenson和Lukacs[3Asl使用75凹lID的熔融石英毛细管做CZE。以电迁移的方法进样，结合荧光检测，在30kV电压下产生了4X10’理论塔板数的高分离效率，同时他们还就分离的机理、高电场和小内径对高效的决定性影响等问题进行了探讨，是他们成功的实验和理论研究工作，创立了HPcE的理论基础，使之成为高效分离的技术

4、手段。1983年后，Hjertaa先后提出了毛细管凝胶电泳昀和毛细管等电聚焦阴法j不仅大幅度提高了电泳效率，而且使之可以实现自动化，便于定性和定量。1984年，Terbe【8】运用含SDS胶束的缓冲液“电泳”分离了中性组分，从而建立了胶束电动毛细管色谱(MECC)，开创了电泳和色谱完美结合之路。1988-1989年间，具有在线检测和自动进样功能的cE仪器开始推向市场，CE定量分析性能得到显著提高，逐步成为各学科实验室中一种有力的分析手段唧，使其在无机离子、有机分子、药物、临床物质分离分析中得到应第1章引言用【101，并逐渐应用于

5、生命科学分析如DNA、蛋白质、多肽、核酸和氨基酸等生物分子的分离分析‘¨，121。CE之所以吸引人，在于其成本低、污染小、易于自动化、快速等特点，对于传统的肿LC、GC、自动化免疫、光谱等分析方法是很好的补充。而且对于DNA和蛋白分析，CE相对于薄板凝胶电泳分析仪器和步骤简单。由于CE符合了以生物工程为代表的生命科学各领域中对生物大分子的高度分离分析的要求，因此成为近年来发展最快的分析化学研究领域阴之一，带来巨大社会效益。现在，毛细管电泳已经成为一种相当普遍的微量分离分析方法。CE的仪器结构如图卜1所示，图1．1毛细管电泳仪器简

6、图I．检测器2．毛细管3．电极4．缓冲液5．计算机6．高压继电系统7．计时器8．高压电源9．安全线通常包括一个高压电源，一根毛细管，一个检测器以及两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液储槽，输出信号和记录装置。1．1．2CE的基本理论I．电泳、双电层和Zeta电势电泳是指带电粒子在直流电场的作用下于一定介质(溶质)中所发生的定向运动，也可表述为：在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，向其所带电荷相反的方向迁移的现象。离子的迁移速度可用下式表示：矿=以·E(1．1)其中矿表示离子的迁移速度，以表示电泳淌度，宦表示电场强度·由

7、界面化学可知，双电层是浸没在液体中的所有表面都具备的一种特性，第1章引言通常是指两相之间的分离表面由相对固定和游离的两部分组成的与表面电荷异号的离子层。在CE中，带电粒子表面和毛细管管壁的表面都有双电层。CE中的毛细管通常所采用的是石英毛细管，当它在碱性和微酸性的条件下与电解质溶液接触时，表面的硅羟基(Si-OH)即解离成SiO。，使表面带负电荷，此负电荷随即吸引溶液中的正离子，形成双电层。双电层中溶液一侧的正离子浓度将会高出本体，但呈衰减分布，此衰减分布可进一步分为吸附层和扩散层两部分，前者在电泳过程中不会移动，后者可以移动。

8、吸附层也叫Stem层或Helmholz层，扩散层则叫Gouy-Chapman层。在吸附层和扩散层交界上的电位称为电动电位或Zeta电位，用‘表示。它决定了电泳和电渗速度的大小，通常在10--100mV数量级范围内，随着距离增大按指数函数衰减。熔硅表面上的zeta