毛細(xì)管電泳和毛細(xì)管電色譜

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1、毛細(xì)管電泳和毛細(xì)管電色譜capillaryelectrophoresis七個實(shí)驗(yàn)中選取一個實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真寫一個完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告（包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)結(jié)論等），在5月31日前交到206（曾力希）或824（蔡波太）辦公室。電泳?electrophoresis?是指溶液中帶電粒子在電場作用下發(fā)生遷移的電動現(xiàn)象。毛細(xì)管電泳?capillaryelectrophoresis?是利用被分析離子在電場作用下移動的速率不同而達(dá)到分離的目的，這種技術(shù)主要用來分析在毛細(xì)管緩沖溶液中能離解為離子的物質(zhì)。概念毛細(xì)管電泳是一

2、類以高壓直流電場為驅(qū)動力，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的差異而實(shí)現(xiàn)分離的新型液相分離分析技術(shù)。毛細(xì)管電泳是分析科學(xué)中繼高效液相色譜之后的又一重大進(jìn)展，它使分析科學(xué)從微升水平得以進(jìn)入納升水平，并使單細(xì)胞分析成為可能。毛細(xì)管電色譜（capillaryelectrochromatography;CEC）是毛細(xì)管電泳與液相色譜相結(jié)合形成的一種高效、快速微分離分析技術(shù)。優(yōu)點(diǎn):操作簡單，試樣量少，分離效率高，成本低等。在遷移時間上的重現(xiàn)性，進(jìn)樣的準(zhǔn)確性和檢測靈敏度方面比高效液相色譜法稍遜。毛細(xì)管電色

3、譜可以分離離子和中性分子。它是利用緩沖溶液的電滲流作為泵，使被分析的分子通過對其具有不同保留程度的第二相，達(dá)到分離的目的。21.1．毛細(xì)管電泳和毛細(xì)管電色譜的基本理論21.1.1．雙電層和Zeta電勢21.1.2．電泳在電解質(zhì)溶液中，帶電粒子在電場作用下，以不同的速度或速率向其所帶電荷相反電場方向遷移的現(xiàn)象叫作電泳。陰離子向正極方向遷移，陽離子向負(fù)極方向遷移，中性化合物不帶電荷，不發(fā)生電泳運(yùn)動。在充滿自由溶液開口管中球形粒子的電泳速率公式為：電泳淌度（μep)定義為單位場強(qiáng)下離子的平均電泳速率，即在電泳過程中還

4、存在另一種電動現(xiàn)象，即電滲。當(dāng)高電壓通過含有緩沖溶液的毛細(xì)管柱時，體相溶液整體朝向一個方向運(yùn)動，產(chǎn)生電滲流。在柱內(nèi)層氧化硅與溶質(zhì)的界面上形成雙電層是電滲流產(chǎn)生的原因。。在典型的毛細(xì)管電泳分離中，若有電滲存在，離子的洗脫順序是:首先是最快的陽離子，緊接著是依次減慢的陽離子，然后是全部的中性分子在一個區(qū)域出現(xiàn)，最后是最慢的陰離子，緊接著的是依次加快的陰離子。21.1.3．電滲流21.1.3．電滲流以電場力驅(qū)動產(chǎn)生的溶液電滲流，與高效液相色譜中由高壓泵產(chǎn)生的液體流型不同：電滲是CE的基本現(xiàn)象之一，它可以控制組分的遷移

5、速率和方向，進(jìn)而影響CE的分離效率和重現(xiàn)性，所以電滲流控制是CE中的關(guān)鍵問題或技術(shù)之一。21.1.4.電滲流的控制影響電滲流的因素很多，直接影響因素有：1.電場強(qiáng)度2.溫度3.pH值4.緩沖液溶劑5.離子強(qiáng)度6.添加劑7.管壁涂層21.1.5.分離原理電泳和電滲流并存，在不考慮相互作用的前提下，粒子在毛細(xì)管內(nèi)電介質(zhì)中的遷移速率是兩種速率的矢量和：在典型的毛細(xì)管電泳分離中，溶質(zhì)的分離基于溶質(zhì)間電泳速率的差異。電滲流的速率絕對值一般大于粒子的電泳速率，并有效地成為毛細(xì)管電泳的驅(qū)動力。溶質(zhì)從毛細(xì)管的正極端進(jìn)樣，帶正電

6、的粒子最先流出，中性粒子次之，帶負(fù)電的粒子在中性粒子之后流出。溶質(zhì)依次通過檢測器，得到與色譜圖極為相似的電泳分離圖譜。21.1.5.分離原理毛細(xì)管電色譜由于引入了色譜機(jī)制，其保留機(jī)理包括兩個方面:其一，如同HPLC，基于溶質(zhì)在固定相和流動間分配過程；其二，如同CE，基于溶質(zhì)電遷移過程。由于CEC既能分離電中性溶質(zhì)，又能分離帶電溶質(zhì)，對復(fù)雜的混合樣品顯示出強(qiáng)大的分離潛力。21.2.毛細(xì)管電泳和電色譜儀器裝置21.2.1.儀器基本結(jié)構(gòu)一般在一根長40~100cm,內(nèi)徑10~100?m的毛細(xì)管柱中充入緩沖溶液，柱的兩

7、端置于兩個緩沖池中。在兩個緩沖池之間的毛細(xì)管接有兩個鉑電極。試樣從一端進(jìn)入，而檢測器則在另一端。使用的高電壓可以反相，以能分析陰離子。21.2.2.進(jìn)樣系統(tǒng)毛細(xì)管分離通道十分細(xì)小，整個柱體積一般只有4~5μL，所需的樣品區(qū)帶只有幾納升。毛細(xì)管電泳的進(jìn)樣方式一般是將毛細(xì)管的一端從緩沖液移出，放入試樣瓶中，使毛細(xì)管直接與樣品接觸，然后由重力、電場力或其他動力來驅(qū)動樣品流入管中。進(jìn)樣量可以通過控制驅(qū)動力的大小或時間長短來控制。CE進(jìn)樣技術(shù)均適用于CEC。一般的進(jìn)樣方式是電動進(jìn)樣和壓力進(jìn)樣。電動進(jìn)樣是將毛細(xì)管柱的一端及

8、其相應(yīng)端的電極從緩沖池中移出，放入試樣杯中，然后在一準(zhǔn)確時間范圍內(nèi)施加壓力，使試樣因離子移動和電滲流進(jìn)入毛細(xì)管柱。壓力進(jìn)樣是用壓差使試樣溶液進(jìn)入毛細(xì)管。產(chǎn)生壓差的辦法可以采用在檢測器端抽真空，或者通過提高試樣端液面。21.2.3.電源及其回路電流回路系統(tǒng)包括高壓電源、電極、電極槽、導(dǎo)線和電解質(zhì)緩沖溶液等。CE和CEC一般采用0~±30kV連續(xù)可調(diào)的直流高壓電源。理想的電源應(yīng)具備：1.能