電氣工程與自動化專業(yè)外文翻譯(中英文對照翻譯)毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測方法在無機元素中的應(yīng)用

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測方法在無機元素中的應(yīng)用注：（本文檔前部分為中文，后部分為英文部分，后部分英文部分為pdf轉(zhuǎn)化為word版本，不清晰之處，可參考本人上傳的英文pdf版本原文，可以免費下載英文pdf版本(下載地址：電化學(xué)檢測法在毛細(xì)管電泳和無機元素中的應(yīng)用摘要：本文論述了毛細(xì)管電泳的三種電化學(xué)檢測即電導(dǎo)檢測法、安培檢測法和電位檢測法，并與較常見的光學(xué)檢測方法進行了比較。詳細(xì)

2、介紹了三種檢測方法的原理及其實現(xiàn)方法，同時介紹了它們在無機元素分析物中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵字：電化學(xué)檢測、毛細(xì)管電泳；無機陰離子、金屬陽離子。目錄：1.簡介-12.電導(dǎo)檢測法-2 2.1原理-2 2.2實現(xiàn)方法-33安培檢測法-6 3.1原理-6 3.2實現(xiàn)方法-64電位檢測法-5 4.1原理-9 4.2實現(xiàn)方法-95在無機元素中的應(yīng)用-96總結(jié)-107參考文獻-101簡介毛細(xì)管電泳的檢測方法通常采用光學(xué)方法（激光誘導(dǎo)熒光檢測法），而毛細(xì)管電泳的三種電化學(xué)檢測法即電導(dǎo)測定法、安培檢測法、和電位測定法是非常有吸引力的一種替代方法，盡管目前開發(fā)的還相對較少。相對套色板離子法來說（其他和以前一般化的檢測

3、方法）他主要借助于電導(dǎo)性能而不是運用光學(xué)方法。由與針對毛細(xì)管中更小體積細(xì)胞的光學(xué)檢測變得更加困難，而且事實上許多離子也不能直接由光學(xué)方法直接檢測到，或許當(dāng)人們意識到這些的時候會感到很驚訝。關(guān)于這一情況或許有兩種解釋。首先由于高性能流體套色板的廣泛應(yīng)用，我們在毛細(xì)管電泳中通常采用光學(xué)吸收檢測法，許多毛細(xì)管電泳儀器制造商似乎已經(jīng)走上這一路線并且將其納入他們已有的毛細(xì)管電泳儀器檢測中去了。其次應(yīng)由于可分離的高電壓與電化學(xué)檢測有著本質(zhì)的矛盾，在以前，通常借助于精密的設(shè)計來克服這一問題，但在最近幾年，通過設(shè)計正確的系統(tǒng)，這不再成為問題。三種不同的電化學(xué)檢測方法有一個共同的本質(zhì)上的特點，那就是比光學(xué)檢測要

4、簡單的多。我們可以直接得到電信號而不用借助于中間參數(shù)（例如光學(xué)檢測法中的輻射強度）。檢測器僅僅包含三個或更少的小電極和一些非常簡單的電路，而光學(xué)檢測法需要有光源、單色光鏡、光學(xué)檢測器和光學(xué)聚焦。在光學(xué)檢測法中，細(xì)胞的體積大小直接影響到光信號的傳播路徑，也正是因為此，需要求毛細(xì)管的直徑應(yīng)盡可能的大。而對于電化學(xué)檢測法，細(xì)胞的體積大小僅僅影響電導(dǎo)率的測量。在安培檢測法中，影響信號的只是電極的位置，而細(xì)胞的大小則限制在可應(yīng)用的樣品體積內(nèi)；在電位檢測法中，信號與傳感器的大小、細(xì)胞的體積和毛細(xì)管的直徑完全無關(guān)。但是另一方面，在光學(xué)檢測法中，我們可以在應(yīng)用于毛細(xì)管的可分離電壓中設(shè)計完全絕緣而不受可分離電壓

5、干擾的光電隔離檢測器。 電導(dǎo)檢測法可以被認(rèn)為是大眾化的方法，而安培檢測法則受到電活化離子的限制，電位檢測法對于一些變化多樣的小離子來說則無能為力。安培檢測法有非常低的檢測限，而光學(xué)檢測法的吸收性和熒光性的測量也受到表現(xiàn)出不同屬性的離子的限制。由于這個原因，我們經(jīng)常用間接的光學(xué)方法取代直接對分析物的檢測而進行輔助檢測（強制來獲得整體的中性電荷）。當(dāng)分析物不能被直接檢測到的時候，這一方法也可應(yīng)用于電化學(xué)檢測法中。利用分析物的化學(xué)衍生物檢測也是一個可行的做法。但這些方法都不太理想，因為間接檢測只被限制在一個很小的范圍內(nèi)而衍生物又使測量過程更加復(fù)雜。在實際應(yīng)用中，對檢測方法的選擇首先要利用被檢測物的內(nèi)

6、在特性作為直接檢測對象，然后還要立足于其可實現(xiàn)性和要求檢測的上下限。而當(dāng)檢測幾個不同元素且又不可能具有同樣的檢測屬性時，必須要找到一種折衷的方法。2.電導(dǎo)檢測法 2.1原理在此方法中運用溶液中離子電荷的導(dǎo)電能力，當(dāng)施加電壓時會在兩個電極之間產(chǎn)生電流，并根據(jù)歐姆定律測量出低阻抗或電解溶液的導(dǎo)電率。為了防止電極周圍產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，通常使用頻率為1khz的交流電。如果使用更高赫茲的交流電，可能會產(chǎn)生與溶液無關(guān)的電極從而與樣品以外的細(xì)胞產(chǎn)生聯(lián)系。16溶液的電導(dǎo)率（l）與電極的面積（a）、它們之間的距離（i）、電荷的積聚度（c）以及它們在電場中的遷移率有關(guān)，根據(jù)等式（1）： l= （1） 離子的流動性

7、與它們的大?。ㄋ想x子的半徑）和電荷數(shù)量的多少有關(guān)，順便值得一提的是，對于電泳分離的離子也有與此下相同的性質(zhì)。因此電導(dǎo)檢測法不具有可選性，是一種單機方法，這就對樣品組成的大體環(huán)境有了一定的限制。所有離子在電壓下都會有相應(yīng)反應(yīng)，而這恰恰是分離離子檢測法所需要的，也正因為這一原因，電導(dǎo)檢測法被廣范的應(yīng)用于離子套色板中。17一方面這一特點使所有本底離子做出相應(yīng)的反應(yīng)，例如那些在離子套色板中的緩沖液或ph值的反應(yīng)和在毛細(xì)管電泳中的離子強度緩沖器和分析離子中的抗衡離子的反應(yīng)。另一方面的原因是傳導(dǎo)等式中包含了所有情況的總和，較高的電導(dǎo)率會降低分析物檢測的限制。因此所謂的壓力檢測法被廣泛應(yīng)用于離子套色板的方

8、法中，這里隱藏的離子在檢測前被從流體中移除。同樣值得注意的是等式中電極的面積和電極之間的距離與細(xì)胞的體積有關(guān)，因此也對測量信號有一定的影響。2.2實現(xiàn)方法在以前的毛細(xì)管電泳法和等速電泳系統(tǒng)中，通常使用電位梯度檢測法8-11。這里，由于電場效應(yīng)在溶液中產(chǎn)生的電位檢測區(qū)域可以通過單電極或一對惰性電極檢測。如果電導(dǎo)率不同，那么在分離的毛細(xì)管中的電壓降也就不一致。由于傳導(dǎo)率的這一特性，我們可以直接檢測這一性質(zhì)而不需要測量信號，這是一個很不錯的方法。但是，可以想到相對于正常的交流模式的傳導(dǎo)率測量方法，這會導(dǎo)致更多的內(nèi)部干擾?；蛟S正是因為此原因這一方法沒有受到廣泛的接受。在早期的研究中，會使用的孔徑來分離

9、毛細(xì)管，電極檢測器被直接安置在分離的毛細(xì)管電極終端的前面。這可以由圖一看出，為了避免檢測到血管中的電壓梯度，將兩個電極方向相反相互垂直的安放在管道的兩側(cè)。通過合理的設(shè)計交流檢測電極，同樣可以達到直流低頻的效果。在huang etal的首篇關(guān)于現(xiàn)代硅土毛細(xì)管的電導(dǎo)檢測介紹中，通過激光打孔技術(shù)在血管壁上打了兩個小孔以便安放兩個檢測電極。更簡單的安置技術(shù)在中有相關(guān)介紹。14后面的這一安置方法中，一個電極被噴墨裱好后直接放在血管的外側(cè)，另一個電極放在一個有一定距離的緩沖容器中，如圖1.b所示。圖1電導(dǎo)檢測法（a）:由兩個檢測電極（de）線性排列，對電極獨立接地的簡易裝置(gnd)。（b）:由單個檢測電

10、極和對電極接地構(gòu)成。這樣電泳就可以通過電導(dǎo)率來衡量。電導(dǎo)率信號可以通過放置在外側(cè)的電極來放大，因為這樣可以在相反的電極上獲得較大的流體橫截面，這一幾何形式會直接導(dǎo)致外圍電場的損失。關(guān)于電化學(xué)檢測的商業(yè)化設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)可以進行聯(lián)合制作了。14一般的電導(dǎo)檢測的檢測范圍和注射試樣相對較高，大概在mol/l。壓力檢測允許的檢測范圍的濃度可達mol/l。15-18可通過使用弱酸來移除緩沖離子或在使用離子交換劑通過隔膜來提取非離子物質(zhì)，釋放質(zhì)子或氫氧離子。為了使毛細(xì)管實現(xiàn)電泳而不增加譜帶寬度，常采用一個相似體積的離子交換劑附在以分離的血管電極細(xì)胞前面，如圖2所示。為了檢測更低一級，比起無壓力電導(dǎo)檢測法和使用

11、了緩沖器的檢測法，這種實現(xiàn)方法將會更加復(fù)雜。圖2 由化學(xué)池壓力器組成的電導(dǎo)檢測電泳的接地端在溶液受到壓力器作用的容器中，可以通過測量柱體末端的對地極或系統(tǒng)中的兩個獨立電極來獲得電導(dǎo)值。另一種降低檢測限的方法是使用樣品堆棧的方法，其濃度可達1ppb。關(guān)于低ppb的混合物的電泳圖如圖3所示。但是樣品堆棧僅適用于低離子強度，為獲得足夠精度則需進行內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化。圖3使用電導(dǎo)檢測法對標(biāo)準(zhǔn)低濃度樣品的電化學(xué)圖譜14 近來一種遙控電導(dǎo)檢測法正在引起人們的注意。兩個管狀電極放置在毛細(xì)管上，在連接處檢測器的體積會形成電容，所以需采用40khz的交流電。這一裝置的構(gòu)造非常簡單并允許連接兩個檢測器。這一檢測方法與末端

12、管狀檢測相比有一定的局限性。3.安培檢測法3.1原理安培檢測法主要基于分析物在工作電極的氧化還原反應(yīng)原理，因此它的使用范圍不像電導(dǎo)檢測法那樣廣泛，但另一方面，它卻可以實現(xiàn)低檢出限。通常安培檢測法中的電流（i），與電極面積（a），交換電荷數(shù)（n），法拉第常數(shù)（f），擴散系數(shù)（d），擴散層濃度()和待分析物濃度（c）有關(guān)，如式（2）： （2）安培檢測法實現(xiàn)的先決條件是提供的陽極或陰極電壓能在分析物上產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，在電極反應(yīng)這一過程中溶液的濃度不能有較大的改變。對于毛細(xì)管電泳中較小體積的細(xì)胞，不會出現(xiàn)這種情況但在完全電解的溶液附近則有可能發(fā)生。這一方法通常被稱為電量分析法，但兩種方法又不能清楚的

13、區(qū)分開來。這一小部分用于氧化還原反應(yīng)的分析物被稱作庫侖效率，高靈敏度的檢測往往要求較高的庫侖效率。當(dāng)應(yīng)用于系統(tǒng)的電壓不穩(wěn)定時常采用脈沖安培檢測法（例如通過累積電極表面反應(yīng)的產(chǎn)物），在這一方法中，通過一開始施加很高的陽極電壓使生成物和電極表面本生產(chǎn)生氧化反應(yīng)，從而使電極不斷被清洗。伴隨這一過程，陰極會發(fā)生還原反應(yīng)而又重新生成純金屬和正常的工作電壓。不同的分析物性質(zhì)決定了應(yīng)用不同的電極材料，對于起決定作用的陽極離子來說，水銀電極被證明是可行的。因為水銀可承受較寬范圍的陰極電壓，并且還原反應(yīng)的產(chǎn)物會和水銀化合，從而可以保護電極的表面。安培檢測法通常需要使用一個具有三個端口的恒電壓源：工作端、負(fù)極和參

14、考端。而且它的電鍍板具有可選性，如果配以合適的電解液，就不會產(chǎn)生噪音。等式中的電極面積和信號取決與電極的大小和細(xì)胞的大小，但是對于小的電極，正在做關(guān)于輻射形式方面的研究，至少可以部分的補償對電流的限制。3.2實現(xiàn)形式1987年wallingford和ewing介紹了在毛細(xì)管電泳中的安培檢測法。這里使用了直徑為75mm的熔融石英毛細(xì)管，在距檢測器末端5cm處的端口，是為了形成一個多孔滲水的接口以便于在接地電極上施加高電壓。22檢測器由含炭材料的電極，借助于顯微操縱器將其置于毛細(xì)管的末端；一個小的一般參考電極和一個負(fù)極構(gòu)成。工作電極與三端穩(wěn)壓電源連接。在有些情況下，可采用兩個電極來代替。23毛細(xì)管

15、連接處如圖4.a所示，在連接處接地端的多孔玻璃可使有效的使檢測器的電極與從電場和電流絕緣，而滲透性電板則可以通過壓力使分析物穿過檢測器的連接處。對此設(shè)計有了一些修正和簡化，連接處的端口處理也提出了幾種不同的實現(xiàn)方法。24huang et al對此也做了介紹，對于小直徑毛細(xì)管（5mm），穿過毛細(xì)管的較小電流不會與安培檢測儀發(fā)生沖突，也不需要多孔滲水連接。13使用這樣細(xì)窄的毛細(xì)管可用于檢測樣品中的單細(xì)胞，而這可以通過檢測儀電板的神經(jīng)傳遞素來實現(xiàn)。后來還發(fā)現(xiàn)直徑達到50mm的也毛細(xì)管也可以沒有連接點。26這樣檢測電極就可以安裝在毛細(xì)管末端不遠(yuǎn)處盡量減小電泳電流的影響，如圖4.b所示。而這些則依賴于電

16、場和電流密度能夠在血管末端的外側(cè)很容易的下降，同時要求導(dǎo)電溶液的橫截面能迅速擴大。毛細(xì)管的直徑越小，電極距離血管末端越遠(yuǎn)，施加的電壓和電流也就越大。為了使檢測儀的電干擾與庫侖效率和增寬譜帶之間能更好的協(xié)調(diào)，常將毛細(xì)管末端腐蝕成圓錐形狀。29同樣發(fā)現(xiàn)沒有必要必須使電極的直徑與毛細(xì)管相匹配，而且其直徑甚至允許比毛細(xì)管大幾倍。30當(dāng)使用比較理想的細(xì)胞時，則可以不必借助于顯微操縱器和顯微鏡就可以將電極與血管長久的連接起來。30而這也使這一方法得到更加廣泛的接受。在其他不同的方法中，檢測器的電極常通過濺射噴膜的方法與毛細(xì)管末端連接。33安培檢測法的電子圖如圖5所示，在這里起決定作用的重金屬離子使用水銀薄

17、膜在一定電壓下涂抹在電極上。安培檢測法的典型檢出限約在mol/l.圖4安培檢測 （a）:毛細(xì)管直徑（id）50.在毛細(xì)管中的檢測極由三電極組成分別為工作電極（we）、參比電極（re）、對電極（ce）,其中工作電極可以直接插入毛細(xì)管中。 （b）: 毛細(xì)管直徑（id）50.工作電極需在毛細(xì)管電極外側(cè)（終端）在未來的發(fā)展中，一種快速陽極拆模伏安法正在被認(rèn)識。這種方法中，待分析物首先通過還原反應(yīng)集中在電極表面，而陽極的電壓清洗起著決定作用。這樣檢測限可以降低一到兩個數(shù)量級?；芈冯妷嚎商峁└嗟年P(guān)于等式兩端的相關(guān)信息（與光學(xué)吸收檢測法中的二極管陣列檢測器相似），并且可以證明處在兩個電柵（雖然已經(jīng)很好的的

18、分離）之間的金屬離子的區(qū)別。進來提出了一種針對分離通道與檢測電極的小型化儀器，它是基于照相平板印刷模式技術(shù)制作而成的一種電子集成電路。35圖5使用安培檢測法對濃度在到mol/l的重金屬離子檢測的電化學(xué)圖譜.47（注：第四部分未譯）5.在無機元素中的應(yīng)用兩種檢測方法在無機元素的應(yīng)用情況見下表。按時間順序列出了相關(guān)結(jié)果，給出的檢測限直接摘引在原作，其他一些則來源于實驗數(shù)據(jù)。總體來說，與檢測有機物相比，通過電化學(xué)的方法檢測無機物可以使用更少的設(shè)備或裝置。至少在原理上，電導(dǎo)檢測法更適合于無機物的檢測，因為小離子具有更高的流動性，而這直接影響到檢測信號。但事實上電位檢測法因為有機物大多具有弱酸或弱堿性質(zhì)

19、而能檢測的到，這一技術(shù)已經(jīng)得到證實。值得注意的是安培檢測法的一些缺點，盡管這一方法是應(yīng)用最多的電化學(xué)方法。安培檢測法雖然適用于大多數(shù)的惰性金屬和一些活性陰離子（一些復(fù)合陰離子如氮硫化合物），但卻不能檢測堿性離子。而電位檢測法則主要用于無機物的檢測，并且具有可選性，但是最近有報道說這一方法同樣適用于有機物的檢測。36，46在應(yīng)用中的不足之處就是對大多數(shù)多樣的電荷離子沒有較大的選擇性。6.總結(jié)兩種電化學(xué)檢測朝著簡單化細(xì)胞排列發(fā)展的趨勢越來越明顯，因為基于檢測儀柱上的電極安裝法構(gòu)造非常復(fù)雜，一種更簡單的基于檢測儀末端的電極安裝法的技術(shù)正在取代這一安裝法。這也使應(yīng)用更小直徑的毛細(xì)管成為可能，因為這樣可

20、以減少電極電壓和電流的干擾。對于光學(xué)檢測法正常直徑在75-100mm之間，而對于電化學(xué)檢測法，毛細(xì)管的直徑約在25或50mm左右。在顯微鏡下利用顯微操縱器進行排列已經(jīng)被固定細(xì)胞所取代?；跈z測器的這一設(shè)計使電化學(xué)檢測法在無機物中的應(yīng)用更加廣泛。特別的是電導(dǎo)檢測法，這是一個更加實用的方法，它不僅可以實現(xiàn)與間接的光學(xué)吸收檢測一樣的效果，而且電化學(xué)檢測法的儀器更加小型化，也更加廉價。7.參考文獻1 p.d. curry jr., c.e. engstrom-silverman, a.g. ewing, electroanalysis 3 (1991) 587.2 y.f. yik, s.f.y. l

21、i, trends anal. chem. 11 (1992) 3253 w. buchberger, fresenius j. anal. chem. 354 (1996) 797.4 c. haber, in j. landers (editor), handbook of capillaryelectrophoresis, crc press, boca raton, fl, 1997. 5 l.a. holland, s.m. lunte, anal. commun. 35 (1998) 1h.6 t. s. light, in g. w. ewing (editor), analyt

22、ical instru mentation handbook, marcel dekker, new york, 2nd ed., most transition metals and for some electroactive 1997.7 p.r. haddad, p.e. jackson, ion chromatography princisulphurples and applications, elsevier, amsterdam, 1990.8 p.m. everaerts, t.p.e.m. verheggen, j. chromatogr. 73(1972) 193.9 r

23、. virtanen, acta polytech. scand. 123 (1974) 1.10 f.e.p. mikkers, f.m. everaerts, t.p.e.m. verheggen, j. chromatogr. 169 (1979) 11.11 p. gebauer, m. deml, p. bocek, j. janak, j. chromatogr. 267(1983) 455.12 x. huang, t.j. pang, m.j. gordon, r.n. zare, anal. chem. 59 (1987) 2747.13 x. huang, r.n. zar

24、e, s. sloss, a.g. ewing, anal. chem. 63(1991) 189.14 c. haber, w.r. jones, j. soglia, m.a. surve, m. mcglynn, a. caplan, j.r. reineck, c. krstanovic, j. cap. electrophoresis 3 (1996) 1.15 p.k. dasgupta, l. bao, anal. chem. 65 (1993) 1003.16 p.k. dasgupta, s. kar, anal. chem. 67 (1995) 3853.17 n. avd

25、alovic, c.a. pohl, r.d. rocklin, j.r. stillian, anal. chem. 65 (1993) 1470. 18 m. harrold, j. stillian, l. bao, r. rocklin, n. avdalovic, j. chromatogr. a 717 (1995) 371.19 d. kaniansky, i. zelensky, a. hybenova, f.i. onuska, anal. chem. 66 (1994) 4258.20 c. haber, r.j.vansaun,w.r. jones, anal. chem

26、. 70 (1998) 2261.21 a.j. zemann, e. schnell, d. volgger, g.k. bonn, anal. chem. 70 (1998) 563.22 r.a.wallingford, a.g. ewing, anal. chem. 59 (1987) 1762.23 r.a. wallingford, a.g. ewing, anal. chem. 60 (1988) 258.24 w.t. kok, y. sahin, anal. chem. 65 (1993) 2497.25 i. chen, c. whang, j. chromatogr. 6

27、44 (1993) 208.26 s. park, s.m. lunte, c.e. lunte, anal. chem. 67 (1995) tdesign 27 t.m. olefirowicz, a.g. ewing, anal. chem. 62 (1990) 1872.28 f.-m. matysik, j. chromatogr. a 742 (1996) 229.29 s. sloss, a.g. ewing, anal. chem. 65 (1993) 577.30 j. ye, r.p. baldwin, anal. chem. 65 (1993) 3525.31 m. ch

28、en, h. huang, anal. chem. 67 (1995) 4010. optical 32 a.m. fermier, m.l. gostkowski, l.a. colon, anal. chem. 68 (1996) 1661.33 p.d. voegel, w. zhou, r.p. baldwin, anal. chem. 69 (1997) 951.34 j. wen, a. baranski, r. cassidy, anal. chem. 70 (1998) 2504.35 a.t. woolley, k. lao, a.n. glazer, r.a. mathie

29、s, anal. chem. 70 (1998) 684.36 c. haber, i. silvestri, s. roosli,w. simon, chimia 45 (1991) electroanalysis 3 (1991) 587. 117.37 a. nann, w. simon, j. chromatogr. 633 (1993) 207.38 a. nann, i. silvestri, w. simon, anal. chem. 65 (1993) 1662. 39 a. nann, e. pretsch, j. chromatogr. a 676 (1994) 437.

30、(1996) 722.40 p.c. hauser, n.d. renner, a.p.c. hong, anal. chim. acta 41 t. kappes, p.c. hauser, anal. chim. acta 354 (1997) 129. 42 b.l. de backer, l.j. nagels, anal. chem. 68 (1996) 4441. 1067.43 t. kappes, p. schnierle, p.c. hauser, anal. chim. acta 35044 t. kappes, p.c. hauser, anal. chem. 70 (1

31、998) 2487. t. prokop, a. roder, k. bachmann, j. chromatogr. a 74545 t. kappes, p.c. hauser, anal. commun. in press. (1996) 209.46 p. schnierle, t. kappes, p.c. hauser, anal. chem. 70 (1998) 47 w. lu, r.m. cassidy, anal. chem. 65 (1993) 1649. 48 f. foret, m. deml, v. kahle, p. bocek, electrophoresis

32、749 x. huang, r.n. zare, anal. chem. 63 (1991) 2193.50 d. muller, i. jelnek, f. opekar, k. s tulk, electroanalysis 851 w. lu, r.m. cassidy, s. baranski, j. chromatogr. 640295 (1994) 181. (1993) 433. 52 h. salimi-moosavi, r.m. cassidy, anal. chem. 67 (1995)53 j. wen, r.m. cassidy, anal. chem. 68 (199

33、6) 1047. (1997) 141. 54 b. tenberken, p. ebert, m. hartmann, m. kibler, a. mainka,55 e.p.c. lai, w. zhang, x. trier, a. georgi, s. kowalski, s. 3585. kennedy, t. mdmuslim, e. dabek-zlotorzynska, anal. chim. acta 364 (1998) 63.1journal of chromatography a, 834 (1999) 89-101 review electrochemical det

34、ection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species thomas kappes, peter c. hauser* university of basel, department of chemistry, spitalstrasse 51, ch-4056 basel, switzerland abstract the three electrochemical detection methods in capillary electrophoresis, namely condu

35、ctometry, amperometry and potentiometry, are discussed and compared to the more common optical detection methods. the principles of each method and their implementations are detailed and reported applications to inorganic species are reviewed. science b.v. all rights reserved. 1999 elsevier keywords

36、: electrochemical detection; detection, electrophoresis; reviews; inorganic anions; metal cations contents 1. introduction . 2. conductometric detection . 2.1. principle. 2.2. implementations . 3. amperometric detection. 3.1. principle. 3.2. implementations . 4. potentiometric detection . 4.1. princ

37、iple. 4.2. implementations . 5. applications to inorganic species. 6. conclusions . references . 89 90 90 91 92 92 93 95 95 95 99 100 100 1. introduction detection in capillary electrophoresis (ce) is commonly carried out using optical means (absorp- tion and uorescence). electrochemical means in th

38、e *corresponding author. fax: 141-61-267-1013. 0021-9673/99/$ - see front matter pii: s0021-9673(98 )00685-2 form of conductometry, amperometry or poten- tiometry are an attractive alternative, which, how- ever, has been explored comparatively little. this is in interesting contrast to ion-chromatog

39、raphy, the other and older general method for ion determi- nation, which mainly employs conductivity detection and where optical methods are seldom used. perhaps, 1999 elsevier science b.v. all rights reserved. 90 t . kappes, p.c. hauser / j. chromatogr. a 834 (1999) 89 -101 this is even more surpri

40、sing when one considers that optical detection is made more difficult in capillary electrophoresis because of the smaller cell volumes and the fact that many ions cannot be detected directly by optical means. the explanation for this situation may be twofold. firstly, it is fairly easy to adapt abso

41、rption detectors, as widely used in high- performance liquid chromatography (hplc), for capillaries. many ce instrument manufacturers ap- pear to have gone this route and have incorporated existing detectors into their ce equipment. secondly, the applied high separation voltage is an intrinsic inter

42、ference in electrochemical detection. in the early days, elaborate schemes were employed to overcome this difficulty. in recent years, it has, however, become evident that, with the correct design of the system, this does not have to be a problem. common to all three variants of electrochemical dete

43、ction means is the fact that they are intrinsically simpler than the optical methods. an electrical signal is obtained directly without the involvement of an intermediate physical parameter, such as radiation intensity in optical methods. the detector hardware consists of three or fewer small electr

44、odes and some fairly simple electronic circuitry, whereas for optical detection, a light source, monochromator, optical detectors and focussing optics are necessary. in optical methods, the cell volume directly affects the signal via the optical pathlength and, for this reason, the capillary diamete

45、rs always should be as large as possible. for electrochemical detection, the cell size (sample volume) has only a direct bearing in con- ductivity measurements. in amperometry, the signal is related to the area of the working electrode, the size of which will be limited by the available sample volum

46、e. for potentiometric detection, the signal is completely independent of the sensor size and, therefore, of the cell volume and capillary diameter. optical methods, on the other hand, have the advan- tage of providing complete electrical isolation of the detector from the separation voltage applied to the capillary. conductivity detection can be regarded as a universal method