高效毛細(xì)管電泳技術(shù).ppt

毛細(xì)管電泳,組員：,目 錄,一、概述-毛細(xì)管和電泳技術(shù),毛細(xì)管柱是毛細(xì)管電泳（CE）的核心部件，目前多為25-75m之間，材料為聚四氟乙烯、玻璃和彈性石英，以石英居多。 電泳：在電解質(zhì)溶液中，帶電離子在電場力的作用下，以不同的速度向與其所帶電荷相反的電極遷移的現(xiàn)象。由于不同離子所帶電荷及性質(zhì)的不同，遷移速率不同，可實(shí)現(xiàn)分離。,2019/7/16,一、概述-毛細(xì)管和電泳技術(shù),電泳技術(shù)的發(fā)展 1808年，Reuss（俄國）首次發(fā)現(xiàn)電泳現(xiàn)象； 1937年，Tiselius(瑞典) 第一次將人血清提取的蛋白質(zhì)混合液分離出白蛋白和、球蛋白； 經(jīng)典電泳是在平板介質(zhì)如多孔半固體或?yàn)V紙上進(jìn)行分離，而毛細(xì)管電泳是在毛細(xì)管柱中完成分離。傳統(tǒng)電泳分析：操作煩瑣，分離效率低，定量困難。 1981年，Jorgenson和Luckas，用75m內(nèi)徑石英毛細(xì)管進(jìn)行電泳分析，柱效高達(dá)40萬/m，促進(jìn)電泳技術(shù)發(fā)生了根本變革，迅速發(fā)展成為可與GC、HPLC相媲美的嶄新的分離分析技術(shù)高效毛細(xì)管電泳。,二、毛細(xì)管電泳原理和設(shè)備,高效毛細(xì)管電泳簡稱毛細(xì)管電泳，指以高壓電場為驅(qū)動(dòng)力，以毛細(xì)管為分離通道，依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一種液相分配技術(shù)。 技術(shù)上采取了兩項(xiàng)重要改進(jìn)： 一是采用了0.05mm內(nèi)徑的毛細(xì)管，大大減小了溫度效應(yīng)； 二是采用了高達(dá)數(shù)千伏的電壓，又可進(jìn)一步使柱徑變小，柱長增加，柱效遠(yuǎn)高于高效液相色譜；,二、高效毛細(xì)管電泳,2.1 電滲現(xiàn)象,當(dāng)固體與液體接觸時(shí)，固體表面帶一種電荷，則因靜電引力使其周圍液體帶有相反電荷，在液-固界面形成雙電層，二者之間存在電位差。,當(dāng)液體兩端施加電壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生液體相對(duì)于固體表面的移動(dòng)，這種液體相對(duì)于固體表面的移動(dòng)的現(xiàn)象叫電滲現(xiàn)象。,2.2 HPCE中的電滲現(xiàn)象,石英毛細(xì)管柱，內(nèi)充液pH3時(shí)，石英毛細(xì)管壁上的硅醇基(-SiOH）電離成-SiO-（負(fù)電荷）,與之接觸的緩沖液帶正電，形成了雙電層。在高電場的作用下，帶正電荷的溶液表面及擴(kuò)散層向陰極移動(dòng)，故將引起柱中的溶液整體向負(fù)極移動(dòng)，速度電滲流。,2.3 分離原理,電場作用下，帶電粒子在毛細(xì)管柱中出現(xiàn)：電泳現(xiàn)象和電滲流現(xiàn)象。,帶電粒子的遷移速度=電泳+電滲流 兩種速度的矢量和； 正離子：兩種效應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向一致，在負(fù)極最先流出； 中性粒子：無電泳，受電滲流影響，在正離子后流出； 負(fù)離子：兩種效應(yīng)方向相反，在負(fù)極最后流出；,（電滲流 電泳）,2019/7/16,毛細(xì)管電泳根據(jù)分離機(jī)理不同，具有多種分離模式：,2.4毛細(xì)管電泳的分離模式,毛細(xì)管電泳,2.4毛細(xì)管電泳的分離模式,2019/7/16,2.5 高效毛細(xì)管電泳設(shè)備,2019/7/16,基本裝置包括一個(gè)高壓支流電源、一根毛細(xì)管、一個(gè)檢測器及兩個(gè)供毛細(xì)管兩端插入而又可和電源相連的緩沖液貯瓶。,2.5 高效毛細(xì)管電泳設(shè)備,2019/7/16,三、毛細(xì)管電泳的應(yīng)用,3.1 藥物分析,毛細(xì)管電泳(CE)因其高效、高速、高靈敏度、高自動(dòng)化以及樣品和試劑耗用量少等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于藥物的研究和分析之中。在手性藥物拆分、中成藥制劑、西藥復(fù)方制劑及中草藥等藥物和制劑的分離、鑒定和分析中,均能顯示 出其獨(dú)特的優(yōu)勢,因而越來越受 到人們的重視。,3.2 DNA分析,DNA分析包括堿基、核苷、核苷酸、寡核苷酸、引物、探針、單鏈DNA、雙鏈DNA分析。用CE測DNA序列的應(yīng)用很多, 如用短寡核苷酸引物庫測DNA 序列、高速DNA 序列、毛細(xì)管陣列、毛細(xì)板陣列。,3.3 環(huán)境分析,水源是人類生存最重要的環(huán)境資源，對(duì)水質(zhì)的分析是CE 最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一。CE 的工作環(huán)境是水介質(zhì)，這一特點(diǎn)為環(huán)境分析帶來極大方便。目前，CE已經(jīng)可以準(zhǔn)確測量出水環(huán)境中的多種多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等。 農(nóng)藥殘留分析是一項(xiàng)對(duì)復(fù)雜混合物中痕量組分的分析技術(shù),它要求微量操作方法、靈敏度高、特異性強(qiáng)，而毛細(xì)管電泳正好滿足這些要求。毛細(xì)管電泳對(duì)農(nóng)藥殘留的檢測基本上主要集中在除草劑范圍，還可應(yīng)用于水、土壤和農(nóng)作物中的磷酸鹽、有機(jī)磷和化學(xué)戰(zhàn)的毒性化學(xué)品的檢測。,3.4 食品檢測,食品添加劑是用于改善食品的品質(zhì)、延長食品保存期、便于食品加工和增強(qiáng)食品營養(yǎng)成分的一類化學(xué)合成或天然物質(zhì)。,3.4 食品檢測,CE 以其樣品處理簡單、多組分同時(shí)測定、及越來越低的檢出限, 被廣泛應(yīng)用在食品添加劑的檢測中，尤其在食品防腐劑、食品抗氧化劑、食品著色劑、食品酸味劑、食品甜味劑、食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑等食品添加劑方面具有重要意義。,3.4 食品檢測,近年來，非法使用添加劑的現(xiàn)象比較多，包括蘇丹紅、瘦肉精、三聚氰胺等，CE同樣可以應(yīng)用這些物質(zhì)的檢測: (1)鄧光輝用毛細(xì)管電泳安培檢測法檢出了辣椒粉樣品中的蘇丹紅 I 號(hào)。 (2)張辰凌等以 20 mmol/L 乳酸溶液為背景電解質(zhì)，用毛細(xì)管電泳-電容耦合非接觸電導(dǎo)法檢測了牛奶中的三聚氰胺的含量。 (3)管月清等采用毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測法同時(shí)測定了肉制品中鹽酸克倫特羅與沙丁胺醇的含量。,四、毛細(xì)管電泳的特點(diǎn),1.高效 效率在105106片/m間，毛細(xì)管凝膠電泳 （CGE）效率可達(dá)107片/m以上； 2.快速 幾十秒至十幾分鐘完成分離； 3.微量 進(jìn)樣所需的體積可小到1l，消耗體積在1 50nl間； 4.多模式 可根據(jù)需要選用不同的分離模式，且僅需一臺(tái)儀器； 5.樣品對(duì)象廣 從無機(jī)離子到整個(gè)細(xì)胞，具有“萬能”分析功能或潛力； 6.經(jīng)濟(jì) 實(shí)驗(yàn)消耗不過幾毫升緩沖溶液； 7.自動(dòng) CE是目前自動(dòng)化程度最高的分離方法； 8.潔凈 通常使用水溶液，對(duì)人對(duì)環(huán)境無害；,4.1 毛細(xì)管電泳優(yōu)點(diǎn),1.制備能力差 2.靈敏度和線性范圍不如HPLC 3.僅能夠?qū)崿F(xiàn)微量制備 4.定量精密度稍低于HPLC,4.2 毛細(xì)管電泳缺點(diǎn),五、發(fā)展前景,1.使用激光誘導(dǎo)突光檢測器(LIF)、電化學(xué)檢測器(EC)和質(zhì)譜檢測器(MS)等更加靈敏的檢測器來代替紫外、二極管陣列檢測器(PDA)等檢測器，來提高CE的靈敏度。 2.聯(lián)