毛細(xì)管等速電泳

1、毛細(xì)管等速電泳毛細(xì)管等速電泳capillary isotachophoresis ( citp ) 毛細(xì)管等速電泳也是根據(jù)樣品的有效淌度毛細(xì)管等速電泳也是根據(jù)樣品的有效淌度的差別進(jìn)行分離的一項(xiàng)電泳技術(shù)的差別進(jìn)行分離的一項(xiàng)電泳技術(shù). 在等速電泳中在等速電泳中, 在電泳穩(wěn)態(tài)時(shí)在電泳穩(wěn)態(tài)時(shí), 各組分區(qū)各組分區(qū)帶具有相同的泳動(dòng)速度帶具有相同的泳動(dòng)速度, 而且各區(qū)帶相互而且各區(qū)帶相互連接連接. 等速電泳所要求的條件等速電泳所要求的條件: 1. 特殊的電解質(zhì)系統(tǒng)特殊的電解質(zhì)系統(tǒng): 在毛細(xì)管等速電泳中在毛細(xì)管等速電泳中, 用有效淌度比樣品中任何離子的用有效淌度比樣品中任何離子的有效淌度都大有效淌度都大, 并

2、具有一定緩沖能力的離子作為并具有一定緩沖能力的離子作為前導(dǎo)電前導(dǎo)電解質(zhì)解質(zhì) ( leading electrolyte ), 加入到末端加入到末端 (檢測(cè)端檢測(cè)端) 電解電解槽和毛細(xì)管中槽和毛細(xì)管中, 用有效淌度比樣品中任何離子的有效淌用有效淌度比樣品中任何離子的有效淌度都小度都小, 并具有一定緩沖能力的離子作為并具有一定緩沖能力的離子作為尾隨電解質(zhì)尾隨電解質(zhì) ( terminating electrolyte ) 加入起始端電解槽中加入起始端電解槽中. 樣品加樣品加在前導(dǎo)電解質(zhì)和尾隨電解質(zhì)之間在前導(dǎo)電解質(zhì)和尾隨電解質(zhì)之間. 系統(tǒng)中要加入對(duì)離子系統(tǒng)中要加入對(duì)離子, 以滿足電中性的要求以滿足電中

3、性的要求. 區(qū)帶電泳和等速電泳使用的電解質(zhì)溶液的不同區(qū)帶電泳和等速電泳使用的電解質(zhì)溶液的不同 在區(qū)帶電泳中，整個(gè)系統(tǒng)都用同一種電解質(zhì)充在區(qū)帶電泳中，整個(gè)系統(tǒng)都用同一種電解質(zhì)充滿，這種電解質(zhì)被稱為背景電解質(zhì)或支持電解滿，這種電解質(zhì)被稱為背景電解質(zhì)或支持電解質(zhì)。它運(yùn)載電流并有一定的緩沖能力。質(zhì)。它運(yùn)載電流并有一定的緩沖能力。 在等速電泳中，不加入這樣的背景電解質(zhì)。在等速電泳中，不加入這樣的背景電解質(zhì)。2. 背景電流要小到足以克服區(qū)帶電泳效應(yīng)背景電流要小到足以克服區(qū)帶電泳效應(yīng)在毛細(xì)管等速電泳中在毛細(xì)管等速電泳中, 由于沒有一個(gè)背景由于沒有一個(gè)背景電解質(zhì)支持電流電解質(zhì)支持電流 (毛細(xì)管等速電泳要求溶毛

4、細(xì)管等速電泳要求溶劑的自身電導(dǎo)可以忽略不計(jì)劑的自身電導(dǎo)可以忽略不計(jì) ), 各區(qū)帶互各區(qū)帶互相連接相連接. 毛細(xì)管等速電泳一般用恒流操作模式毛細(xì)管等速電泳一般用恒流操作模式.分離開始后分離開始后, 在電壓的作用下在電壓的作用下, 各組分由于淌度的各組分由于淌度的不同被分離不同被分離. 系統(tǒng)通電后, 樣品中遷移速度最大的離子運(yùn)動(dòng)最快, 但慢于前導(dǎo)電解質(zhì). 遷移速度最小的離子運(yùn)動(dòng)最慢, 但快于尾隨電解質(zhì), 具有不同淌度的離子得到分離。 恒穩(wěn)態(tài)時(shí)所有區(qū)帶具有相同的移動(dòng)速度恒穩(wěn)態(tài)時(shí)所有區(qū)帶具有相同的移動(dòng)速度.假定有區(qū)帶假定有區(qū)帶 l， a， b， c， t， 則各則各區(qū)帶的移動(dòng)速度為區(qū)帶的移動(dòng)速度為：

5、v l = v a = v b = v c = v t 或或： l e l = a e a = b e b = c e c = t e t 式中，式中， ，有效淌度，有效淌度， e，電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)強(qiáng)度 l e l = a e a = b e b = c e c = t e t 由于由于 l a b c t ，所以有所以有: e l e a e b e c e t 各區(qū)帶的電場(chǎng)強(qiáng)度不同。前導(dǎo)電解質(zhì)區(qū)帶的電場(chǎng)強(qiáng)度最小。 毛細(xì)管等速電泳的特點(diǎn)毛細(xì)管等速電泳的特點(diǎn)1. 自銳化效應(yīng)自銳化效應(yīng) ：若某一區(qū)帶的離子進(jìn)入前一區(qū)帶，若某一區(qū)帶的離子進(jìn)入前一區(qū)帶， 由于由于電場(chǎng)強(qiáng)度變小而減速，由若進(jìn)入到下區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)

6、度變小而減速，由若進(jìn)入到下區(qū)帶，由于電場(chǎng)強(qiáng)度變大而加速，帶，由于電場(chǎng)強(qiáng)度變大而加速， 都退回都退回到原區(qū)帶到原區(qū)帶, 結(jié)果導(dǎo)致各區(qū)帶形成鮮明的界結(jié)果導(dǎo)致各區(qū)帶形成鮮明的界面面.2. 濃度特征濃度特征對(duì)于含有陰離子對(duì)于含有陰離子a1的區(qū)帶和含有陰離子的區(qū)帶和含有陰離子b2的區(qū)帶，假定區(qū)帶的配對(duì)離子分別為的區(qū)帶，假定區(qū)帶的配對(duì)離子分別為q1和和q2. 根根據(jù)電中和原理，區(qū)帶中的陽離子數(shù)和陰離子數(shù)必?fù)?jù)電中和原理，區(qū)帶中的陽離子數(shù)和陰離子數(shù)必須相等，因此，須相等，因此，ca, 1 = cq, 1和和 cb, 2 = cq, 2，在等速電泳中，在等速電泳中， i = 相同值相同值 （電流值在各處相同）（

7、電流值在各處相同）， 而兩區(qū)帶速度相等： v1= v2 或，或， a e1 = b e2可變?yōu)椋嚎勺優(yōu)椋?e1 / e2= b / a根據(jù)歐姆定律，根據(jù)歐姆定律，i = e1 l l1 1= e2l l2(l 為電導(dǎo))，電導(dǎo)取決與溶質(zhì)有效淌度和濃度電導(dǎo)取決與溶質(zhì)有效淌度和濃度:l l = ( ci i + cp p ) f 式中式中, l l - 電導(dǎo)電導(dǎo); f 法拉第常數(shù)法拉第常數(shù); ci 和和 cp 分別為樣品和對(duì)離子濃度分別為樣品和對(duì)離子濃度; i 和和 p 分別為樣品和對(duì)離子淌度分別為樣品和對(duì)離子淌度.每個(gè)區(qū)帶的電導(dǎo)可寫為：每個(gè)區(qū)帶的電導(dǎo)可寫為：l l1 1= ca, 1 af + c

8、q, 1 q f = ca, 1f ( a+ q )，l l2= c b, 2 b f + cq, 2 q f = c b, 2f ( b + q ), ca, 1 與與 cq, 1 相等，相等， c b2,與與 cq, 2相等相等在等速電泳中，在等速電泳中， i = 常數(shù)常數(shù)(不同區(qū)帶電流相同），不同區(qū)帶電流相同），i = e l l， 所以所以e1 l l1 1= e2l l2 ,e1 ca, 1f ( a+ q ) = e2 c b, 2f ( b + q ) 將上式變化，得到：) ( ) ( qb 2qa11 ,2 ,eec c ab因?yàn)?，e1 / e2= b / a， 所以，) (

9、) ( qbaqab1 ,2 ,abc c 任意區(qū)帶的組分濃度任意區(qū)帶的組分濃度ci 與前導(dǎo)離子濃度與前導(dǎo)離子濃度cl 和有關(guān)和有關(guān)離子的有效淌度有關(guān)離子的有效淌度有關(guān). 對(duì)特定分析對(duì)特定分析, 各區(qū)帶濃度為一各區(qū)帶濃度為一定值定值, 并和前導(dǎo)離子的濃度有關(guān)并和前導(dǎo)離子的濃度有關(guān), 與樣品原始濃度無與樣品原始濃度無關(guān)關(guān). 區(qū)帶長(zhǎng)度反映了進(jìn)樣量的大小區(qū)帶長(zhǎng)度反映了進(jìn)樣量的大小, 構(gòu)成定量的根據(jù)構(gòu)成定量的根據(jù). ) ( ) ( qbaqab1 ,2 ,abc c 3. 電導(dǎo)電導(dǎo), 電位梯度和溫度特征電位梯度和溫度特征 電導(dǎo)取決與有效淌度和濃度電導(dǎo)取決與有效淌度和濃度:l l = ( ci i + cp p ) f 式中式中, l l - 電導(dǎo)率電導(dǎo)率; f 法拉第常數(shù)法拉第常數(shù); ci 和和 cp 分別為樣分別為樣品和對(duì)離子濃度品和對(duì)離子濃度; i 和和 p 分別為樣品和對(duì)離子淌度分別為樣品和對(duì)離子淌度. 由于各區(qū)帶濃度基本相同由于各區(qū)帶濃度基本相同, 而離子淌而離子淌度依次遞減度依次遞減, 所以電導(dǎo)呈階梯遞減所以電導(dǎo)呈階梯遞減, 電阻電阻呈階梯上升呈階梯上升. 電場(chǎng)強(qiáng)度和溫度與區(qū)帶電阻成正比電場(chǎng)強(qiáng)度和溫度與區(qū)帶電阻成正比 : e i r, t i 2 r, 在恒電流操作的毛細(xì)管等速電泳中在恒電流操作的毛細(xì)管等速電泳中,電電阻呈階梯上升阻呈階梯上升.