毛细管电泳原理及分析策略

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1、毛细管电泳分离原理及分析策略贝克曼高效毛细管电泳仪毛细管电泳是带电粒子在电场力的驱动下，在毛细管中按其淌度或和分配系数不同进行高效、快速分离的电泳新技术，也称为高效毛细管电泳(CapillaryElectrophoresis,CE)。毛细管电泳的原理1装置毛细管数据处理电极检测器电极试样缓冲液高压电源（可高至30KV）2电泳和电渗电泳是指在电场作用下，溶液中的带电粒子作定向移动的现象。电渗是指在电场作用下，毛细管或固相多孔物质内液体沿固体表面移动的现象。2电泳和电渗电泳行为与特性使用淌度描述即单位场强(E)下离子的平均电泳速度υμep=υ/E实验中，只发生电泳时有效淌度μef=υef﹒(

2、L/V)=(l/tm)﹒(L/V)毛细管有效长度迁移时间毛细管总长度电压2电泳和电渗电渗与固液界面的双电层有着密切的关系在毛细管壁双电层的扩散层中的阳离子，相对于毛细管壁的负电荷表面，形成一个圆筒形的阳离子鞘，在电场作用下，溶剂化了的阳离子，沿滑动面与紧密层作相对运动，携带着溶剂一起向阴极迁移，便形成了电渗流（electroosmoticflow,EOF）。固液两相间的总电势-热力学电势-φ0Zeta电势-ζ2电泳和电渗电渗流的流型特点电渗流HPLC塞流层流2电泳和电渗电渗流的表示电渗流的大小可用淌度(μeo)或电渗流系数表示μeo=υeo/E=l/(teo﹒E)电渗流速度毛细管有效长度

3、电渗流流出时间电场强度第22章毛细管电泳22－1毛细管电泳的原理2电泳和电渗电渗流的意义电泳过程中，伴随着电渗现象电渗流的速度比电泳速度快5－7倍利用电渗流可将正、负离子或中性分子一起向同一方向，产生差速迁移，在一次电泳操作中同时完成正、负离子的分离分析电渗流是毛细管电泳分离的重要参数控制电渗流的大小和方向，可提高毛细管电泳分离的效率、重现性、分离度。分情况而论2电泳和电渗改变电渗流的方法改变外加径向电场改变缓冲液成分和浓度Zeta电势改变缓冲液pH加入添加剂改变温度粘度盐-离子强度表面活性剂µeo正比于Zeta电势和介质的介电常数反比于介质的黏度Zeta电势正比于双电层厚度和界面有效电

4、荷密度反比于介质的介电常数表观电泳淌度µapμap=υap/Eυap为离子的表观迁移速度υap=υef+υeoµap=µef+µeo2电泳和电渗3分离效率和分离度分离效率柱效可以用理论塔板数n表示n=(µep+µeo)Vl/(2DL)毛细管电泳分离的柱效方程理论塔板高H=L/nn=5.54(χ/W½)2实验上可按上式求出理论塔板数χ为电泳图上从起点至电泳峰最大值之间的距离W½为电泳峰的半高峰宽3分离效率和分离度分离度电泳中两峰的分离度（Rs），也称为分辨率，它表示了淌度相近的组分分开的能力，可表达为Rs=（n1/2/4）×（Δυ/υ平）Δυ相邻两区带的迁移速度差υ平为两者的平均速度Δυ/

5、υ平表示分离选择性n为柱效分离度计算式Rs=2(tm2-tm1)/(W1+W2)tm1、tm2分别为两个组份的迁移时间W为峰底的宽度3分离效率和分离度4区带宽度及其展宽因素区带宽度展宽因素焦耳热进样电泳扩散毛细管壁对组分的吸附焦耳热细内径（<100µm），粗外径的毛细管柱温度轮廓----黏度轮廓----速度轮廓4区带宽度及其展宽因素进样试样导入毛细管柱时，总有一定的试样区带长度。细内径的毛细管柱时，进样操作的要求更为严格。一般进样区带控制在柱长的1%电泳扩散试样区带中的缓冲溶液浓度或电阻率与毛细管其它地方的浓度或电阻率不相等时，因两个区域电场强度的差异，而引起区带电分散。µs---µb峰

6、前展或拖尾？4区带宽度及其展宽因素毛细管壁对组分的吸附电泳峰拖尾或变形，甚至消失。抑制吸附作用常用的方法有：●使用极端pH条件●加入中性盐或两性离子化合物●对毛细管内壁进行涂层处理需要注意：方法也会抑制或改变电渗流4区带宽度及其展宽因素CE分离原理-与模式有关毛细管区带电泳（CZE）毛细管胶束电动色谱（MECC/MCKC）毛细管凝胶电泳（CGE）毛细管等电聚焦（cIEF）亲和毛细管电泳（ACE）毛细管电色谱（CEC）第一章毛细管区带电泳样品在电解液中泳动,根据物质的荷/质比差异来进行分离，比值愈大,跑得愈快进样方式压力进样电动进样浓缩进样毛细管种类非涂层毛细管（裸管）内壁涂层毛细管（涂层

7、管）非涂层毛细管-电渗流的概念-H+高pH低pH电渗流的特点EOF-+纯电泳状态-+EOF电泳+电渗流0tm(min)电渗流的作用电渗流的活塞流特点HydrodynamicflowParabolicResistancetoflowatsurfaceMorediffusion/broaderdetectionzoneEOFgivesplugflowMinimizesbandbroadeningNarrowsdetectionzoneH