分析化學：5.7 高效毛細管電泳

2024/4/28第五章

色譜分析法5.7.1

高效毛細管電泳基本原理5.7.2

儀器裝置5.7.3

影響柱效的因素及改進方法5.7.4

主要特點和應(yīng)用第七節(jié)

高效毛細管電泳2024/4/28高效毛細管電泳儀器（1）2024/4/28高效毛細管電泳儀器（2）2024/4/28高效毛細管電泳儀器（3）2024/4/285.7.1

高效毛細管電泳基本原理

在電解質(zhì)溶液中，位于電場中的帶電離子在電場力的作用下，以不同的速度向其所帶電荷相反的電極方向遷移的現(xiàn)象，稱之為電泳。由于不同離子所帶電荷及性質(zhì)的不同，遷移速率不同可實現(xiàn)分離。1.經(jīng)典電泳分離法的不足所用分離柱的柱徑大，柱較短，分離效率不高（遠低于HPLC），溫度影響大。高效毛細管電泳在技術(shù)上采取了兩項重要改進。2024/4/282.高效毛細管電泳技術(shù)上的重要突破高效毛細管電泳在技術(shù)上采取了兩項重要改進：

一是采用了0.05mm內(nèi)徑的毛細管；二是采用了高達數(shù)千伏的電壓。毛細管的采用使產(chǎn)生的熱量能夠較快散發(fā)，大大減小了溫度效應(yīng)，使電場電壓可以很高。電壓升高，電場推動力大，又可進一步使柱徑變小，柱長增加，高效毛細管電泳的柱效遠高于高效液相色譜，理論塔板數(shù)高達幾十萬塊/米，特殊柱子可以達到數(shù)百萬。2024/4/283.電泳現(xiàn)象與電滲流現(xiàn)象

電泳現(xiàn)象：帶電離子在電場作用下的遷移，速度ν電泳

電滲流現(xiàn)象：玻璃表面存在硅羥基,pH>3時,形成雙電層，在高電場的作用下引起柱中的溶液整體向負極移動，速度ν電滲流。2024/4/284.分離過程

電場作用下，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=電泳和電滲流兩種速度的矢量和。正離子：兩種效應(yīng)的運動方向一致，在負極最先流出；中性粒子無電泳現(xiàn)象，受電滲流影響，在陽離子后流出；陰離子：兩種效應(yīng)的運動方向相反，ν電滲流>ν電泳時,陰離子在負極最后流出,在這種情況下,不但可以按類分離,除中性粒子外,同種類離子由于受到的電場力大小不一樣也同時被相互分離。2024/4/285.分離類型八種分離類型(1)

毛細管區(qū)帶電泳（CZE）

最普遍、最基本的一種分離模式。(2)毛細管凝膠電泳（CGE）

將聚丙烯酰胺在毛細管柱內(nèi)交聯(lián)生成凝膠。其具有多孔性，類似分子篩的作用，試樣分子按大小分離。能夠有效減小組分擴散，所得峰型尖銳，分離效率高?？煞蛛x測定蛋白質(zhì)、DNA等。2024/4/28(3)毛細管膠束電動色譜（MECC）在緩沖溶液中加入離子型表面活性劑，形成一疏水內(nèi)核、外部帶負電的膠束。在電場力的作用下，膠束在柱中移動。由于電泳流和電滲流的方向相反，且ν電滲流>ν電泳，則帶負電的膠束以較慢的速度向負極方向移動，中性試樣分子在膠束相和溶液（水相）兩相間分配，疏水性強的組分與膠束結(jié)合的較牢，流出時間長。可用來分離中性物質(zhì)，擴展了高效毛細管電泳的應(yīng)用范圍。2024/4/285.7.2

儀器裝置電壓：0～30KV。分離柱不涂敷任何固定液，紫外或激光誘導熒光檢測器（可檢測到：10-19～10-21

mol/L）2024/4/285.7.3

影響柱效的因素及改進方法熱效應(yīng)：焦耳熱仍是影響柱效的主要因素。采用外部冷卻的方法散熱，擇合適的電壓和電解質(zhì)也是提高柱效的有效途徑。選擇合適的電解質(zhì)降低電阻，電流低于200微安，一般幾十微安。電滲流控制：電滲流的大小和方向依賴于毛細管壁與溶液間電勢的極性和大小。使用添加劑可以改變電滲流的大小和方向，如添加NaCl和甲醇可降低電滲流；加入乙腈則可以增大電滲流。加入反轉(zhuǎn)劑。則可以改變電滲流的方向。2024/4/285.7.4

主要特點和應(yīng)用高分辨率：理論塔板數(shù)高達數(shù)百萬塊，甚至數(shù)千萬塊。高靈敏度：可檢測出低至10-21

mol/L濃度的物質(zhì)。高分析速度：可在3分鐘內(nèi)分離30種陰離子；1.7分鐘分離19種陽離子；4分鐘可分離10種蛋白質(zhì)。試樣用量少：僅需幾nL（10-9L）的試樣。儀器簡單操作成本低：分析一個試樣僅需幾毫升流動液。不足之處：進樣不夠方便。應(yīng)用范圍相對較窄。分析陰離子時，由陰極進樣，在陽極檢測。但電滲流方向與陰離子受電場力作用移動方向相反，出峰時間較長。請選擇內(nèi)容：結(jié)束5.1色譜分析法基礎(chǔ)

5.2色譜理論基礎(chǔ)