第13章 毛细管电泳（课件）- 《分析化学》同步教学（中山大学版）

13、毛细管电泳（capillary electrophoresis） 1 CE基本原理 溶液中带电粒子在电场中泳动 2 高压电源（HV）: 0 -30 kV 电极（electrode）: 一般用Pt丝 毛细管（capillary）: 石英(75，50，25，10，5， 2，1 m ) 检测器（detector）: UV-VIS、ED、LIF、CL、MS、NMR 3 CE特点 高效（理论塔板数105～106） 快速（一般小于20 min，chip-CE仅需s 或ms） 样品耗量少（nL-pL） 灵敏度高，single molecules detection with LIF 成本低、应用广泛 4 CE 基本理论 以高压电场为驱动力，以毛细管柱为分离通道，依据样品中各组分之间的淌度和分配行为上的差异而实现分离 5 电泳（electrophoresis） 电泳淌度（ electrophoresis mobility）ep ep = vep/E = e/4 溶质在单位电场强度下单位时间内移动的距离 6 电渗流（electroosmotic flow，EOF） - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + ＋ － － － － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － ＋ + + + + + + + + + + + + + 溶液在外加电场作用下整体向一个方向运动 7 电渗淌度（ electroosmotic mobility ） eo = veo/E HPCE (flat flow) HPLC (Laminar flow) 影响因素：E、毛细管材料、pH、buffer、添加剂等 8 EOF意义 CE 的驱动力，一般来说，EOF速度是电泳速度的5－7倍，利用EOF可将正、负离子和中性分子一起朝一个方向产生差速迁移 9 实际体系中用ef 代替 ep ap = ef + eo (矢量和) vap = vef + veo = (ef + eo) E 正离子， ef 与eo 一致，first 中性分子， ef ＝0， second 负离子， ef 与eo 方向相反，但eo > ef ,last 10 11 毛细管电泳的主要分离模式： 毛细管区带电泳（CZE） 毛细管等电聚焦电泳（CIEF） 胶束电动毛细管色谱（MEKC） 毛细管凝胶电泳（CGE） 毛细管电色谱（CEC） 亲和毛细管电泳（ACE） 非水体系毛细管电泳（NACE） 12 毛细管电泳仪 高压电源（0－30 kV,稳定） 进样系统 (电动、压力等) 毛细管柱（常用石英毛细管） 检测系统（UV, ED, LIF, CL, MS, NMR等） 13 14 1.高压电源 （1）0～30 kV 稳定、连续可调的直流电源； （2）具有恒压、恒流、恒功率输出； （3）电场强度程序控制系统； （4）电压稳定性：0.1%； （5）电源极性易转换； 2. 毛细管柱 （1）材料：石英：各项性能好；玻璃：光学、机械性能差； （2）规格：内径20～75μm，外径350～400μm；长度<=1m 15 毛细管结构 毛细管是CE分离的心脏。理想的毛细管必须是电绝缘、紫外/可见光透明且富有弹性的，目前可以使用的有玻璃、熔融石英或聚四氟乙烯塑料等。毛细管内径一般为10　～100μm，其截面结构图标意图如图17.23所示。 16 毛细管电泳的进样方式 进样量：毛细管长度的1%-2%；纳升级、非常小； 1. 流体力学进样方式 （1）进样端加压 （2）出口端抽真空 （3）虹吸进样 17 毛细管一端插入样品瓶，加电压； 2. 电动进样方式 进样不均：电歧视现象，淌度大的离子比淌度大的进样量大； 离子丢失：淌度大且与电渗流方向相反的离子可能进不去； 特别适合黏度大的试样； 3. 扩散进样 试样通过扩散作用进入分离柱端口处。 18 紫外吸收 19 3.缓冲液池 化学惰性，机械稳定性好； 4. 检测器