毛细管电泳CapillaryElectrophoresisCE.ppt
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毛细管电泳,又称高效毛细管电泳(HighPerformancecapillaryelectrophoresis,HPCE),它不同于经典的区带电泳,有如下特点:(3)可使用在柱检测法,缩短分析时间,结合计算机处理数据,可实现自动化操作。(4)灵敏度高,检测限可达(10-13~10-15)mol,使用激光诱导的荧光检测限可达(10-19~10-21)mol。(5)分辨率高,理论塔板数为几十万至几百万/米。(6)取样量少,有时只需几个纳升(nL,10-9L),流动相只需几毫升。第二节高效毛细管电泳的基本原理在电场的影响下,带电荷的质点受到的力Fe,等于其净电荷q与电场强度E的乘积,即Fe=q×E。电场强度E以每单位长度所加的电压U来表示,即E=U/L,其中L是毛细管长度。Fe对正电荷为正值,对负电行为负值。电场力促使带电质点向两极移动,质点在移动过程中,也受到一种与电场力方向相反的阻滞力Fd,阻止其移动,此阻滞力与质点的电泳速度υ成正比,由下式结出Fd=f×υ式中,f是质点平移动所受的摩擦阻力,对小的球状物质点,可用斯托克斯(Stokes)定律表示,即:f=6πηr式中,η是溶液的粘度,r是离子半径。即摩擦阻力正比于溶液的粘度、质点大小和其电泳速度。由于存在摩擦阻力,一种带电质点在电场中运动,被加速到一有限速度,此速度取决于Fe和Fd,这一有限速度称为电泳速度,υep。当促进力与阻滞力达到平衡时,则υep=q·E/f将上述表达式合并,作为电泳迁移率(或电泳淌度)μep。表示式,则μep=υep/E=q士/6πηr电泳迁移率定义为:一种质点在每单位电场强度下的稳态速度。μep值的大小,取决于分子的净电荷数及其摩擦性质,(分子大小和形状)以及所用介质的介电常数ε和粘度η。因而,对于每一种质点,在电场作用下的迁移均具有特定的速度。对于大分子或胶体,其关系可表示为HPCE分离,几乎都是在熔融石英毛细管中完成的,熔融石英是一种高度交联的SiO2聚合物,具有很好的抗拉强度。石英毛细管表面含有许多硅酸基(Si—OH),在一定的条件下可离解。使表面带有负电荷。由于表面带负电,因此,带负电荷的离子被表面排斥,而带正电均离子则被毛细管壁吸引。在毛细管壁的阴离子,与来自主体溶液中的阳离子在石英一溶液界面上形成双电层。由于静电场的作用,靠近表面的那些抗衡离子是不迁移的,因此构成所谓稠密层。由于热运动关系,离表面远的离子构成可迁移层或扩散层,因为在双电层内离子的立体分布,就形成一种电势梯度.当在毛细管两端加有电场时;扩散层内可迁移的阳离子向阴极移动。由于离子是被水化的,因此,在缓冲液中的液体也随迁移着的阳离子一道,向阴极移动,形成一种液流,称之为电渗流(electroosmoticflow,EOF),它是一种电泳驱动力。在双电层内,EOF总是向双电层内抗衡离子方向迁移,穿过双电层的电势下降的程度受电渗流速度所控制。电渗流的线速度υeo,可以定义为:Zeta电势可表示为:ξ=4πδρ/ε式中,ρ是毛细管表面电荷密度;δ为双电层厚度。按近代电解质理论,δ等于1/K,因此式可写为:第三节在CZE分离中的迁移时间、效率及分辨率式中,D为溶质的平均扩散系数。由上式可见,如果热影响阿忽略不计的话,增大电压,可增加分离效率。μ1和μ2两溶质的电泳迁移率,而μ是它们的平均电泳迁移率。第四节HPCE仪器的基本结构