角形自由流电泳装置的设计与应用研究.pdf

《角形自由流电泳装置的设计与应用研究.pdf》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41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第6期2013年6月ChineseJournalofAnalyticalChemistry856—860DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．21091角形自由流电泳装置的设计与应用研究张衡瑞李建波于好兴董靖宇曹成喜4张维冰(齐齐哈尔大学，齐齐哈尔161006)(山东中矿集团有限公司，招远265401)(华东理工大学，上海200237)(上海交通大学，上海200240)摘要基于自由流电泳(Freeflowelectrophoresis，FFE)原理设计

2、一种新型角形FFE装置，与传统矩形装置相比，新型装置分离腔设计为角形，运行时单管进样，样品由泵推动前移形成层流，避免缓冲液使用，显著降低了仪器运行成本。研究了角形装置构造和电场分布理论，在优化的分离条件=400V、=0．5mL／min时，成功分离了中性红和亚甲基兰混合液。在传统矩形装置上U=70V、=1．0mL／min条件下，山东某金矿贵液经分离，杂质铜与锌降低至51．46％与58．87％；相同条件下，在角型FFE装置上，铜与锌减少至52．77％和53．94％，即角形装置可以达到与传统矩形装置同等分离效果，并减少了背

3、景缓冲液的使用。因此，此装置有望在大规模样品连续分离方面发挥重要作用。关键词自由流电泳；场强分布；矩形装置；角形装置；金矿贵液；分离1引言自由流电泳(FFE)是20世纪60年代Stahn等⋯提出的半制备型分离技术。Roman等描述了自由流电泳原理：两块平板构成的分离室中，对流动溶液施加垂直电场，在电场作用下，电泳迁移率差异的组分与液流方向形成不同偏转角，实现分离。至今，自由流电泳已在生物_3’4和化学_5I6领域的分析和制备中发挥了重要作用。近年来，制备型自由流电日趋成熟。Shao等曲研究并应用了一种新型“重力自平衡

4、——自由流电泳仪”，Nissum等0’⋯对人体血浆蛋白实现分离，Gaspar等分析了萨旺尼河中的黄腐酸；芯片自由流电泳发展迅速：Wen等13,14]运用三角形分离腔实现蛋白的分离和富集，韩彬等H构建了基于固定化pH梯度整体材料的芯片自由流等电聚焦模式。虽然自由流电泳应用愈加广泛，一些特定使用条件限制了其发展。如现已报道的制备型自由流电泳需要复杂的人工操作才能实现分离，需要大量缓冲液在分离腔形成层流，及特定的动力系统，这些因素使得自由流电泳装置造价和运行成本提高。本研究基于自由流电泳(FFE)原理设计一种新型角形FFE

5、装置，与传统矩形装置相比，新装置分离腔设计为角形，运行时单管进样，样品由泵推动前移形成层流，同时施加垂直电场，实现了对亚甲基兰和中性红两种染料分离，且对金矿贵液(在黄金生产过程中，开采的原矿石(含金量10s／t或更低)经一系列处理浮选出金精矿(含金量最低40g／t)，然后用NaCN对Au进行络合反应，此时Au的化学形态由单质变为络合物形式存在于溶液中，此溶液称之为贵液)分离可以达到与矩形装置同等效果。2实验部分2．1化学试剂中性红和亚甲基蓝(分析纯，上海第三化学试剂厂)；甲酸、NaOH和NaHCO(分析纯，上海凌峰化

6、学试剂有限公司)；丙稀酰胺和双甲叉丙稀酰胺(Aladdin公司(中国))；TEMED(美国Sigma公司)；过硫酸铵(上海国药化学试剂有限公司)。2．2装置工作原理此装置的工作原理如图1所示。此装置主要由两块平行玻璃板组成，两板中间空隙形成一个极薄2012—10-31收稿；2013-02-25接受本文系国家重大科学仪器研制专项基金(No．2011YQ030139)，国家自然科学基金(No．210750390)，中央高校基本科研业务费专项资金(No．WK1014042)赞助+E-mail：weibingzhang@ec

7、uat．edu．131第6期张衡瑞等：角形自由流电泳装置的设计与应用研究857的高度均匀的分离腔。当样品进人分离腔时受到电场作用，进样端口处由于电极间距最短，场强最大。为防止样品在分离过程中迁移至电极室，影响分离效果，分离腔内设置自上而下递增电场梯度。因此，将装置斜边电极室分割成若干个电极室，施加强度差异电压，形成电场梯度。使得实验装置更易操控，分辨率提高。本实验采用单管进样，带电样品在泵推动下以层流的方式缓慢流向出口端；并会受到与溶液流动垂直方向上强度不等电场的影响。保持各电极室电◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆压和流速定值

8、，分离室的环境会逐渐达到“稳态”，具图1角形装置工作原理图有不同电泳迁移率物质将在电场中迁移到各自稳定Fig．1Schematicoftriangular-shapefreeflowelectro-位置，实现分离。phoresis(FFE)system2．3实验仪器角形自由流电泳是基于梯度电场要求设计的新型装置(图2)，主要采用玻璃材质构造，上