《高效毛细管电泳》PPT课件

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1、第十章高效毛细管电泳法电泳是溶液中带电粒子在电场力作用下，以不同的速度向电荷相反方向迁移的现象。利用这种现象对化学和生物化学组分进行分离分析的方法称之为电泳法。传统电泳最大的局限性是难以克服由两端的高电压所引起的电介质离子流的自热，或称焦耳热,从而导致区带展宽，影响迁移，降低效率,因此极大地限制了高压的使用.当然也就难以加快整个过程的速度。1毛细管电泳（capi1laryelectrphoresis，CE）和传统电泳的根本区别在于前者设法使电泳过程在散热效率极高的毛细管内进行，从而确保引入高的电场强度，全面改善分离质量

2、。20世纪30－40年代蒂塞利乌斯(A.W.K.Tiselius）建立了移动界面电泳，将电泳发展成分离技术获得1948年诺贝尔化学奖2l967年Hjerten最先提出在高电场强度，直径为3mm的毛细管中作自由溶液的毛细管区带电泳，开创了CE的先河。1981年，J.W.Jorgenson,K.D.Lukacs实验上和理论上为毛细管电泳的发展奠定了基础。1988~89年，商品化的毛细管电泳仪推出，毛细管电泳法迅速发展起来。第一节毛细管电泳的特点和分类一、电泳和色谱1.分离原理3电泳是溶液中带电粒子在电场力作用下发生定向运动

3、，因粒子所带电荷数、形状、大小等不同，导致不同的迁移速度而分离。色谱是不同组分在流动相的推动下，由于在固定相流动相中的分配系数不同，导致不同的迁移速度而分离。但某些毛细管电泳的分离模式也包含了色谱的分离机制。2.分离过程电泳和色谱的分离过程都是差速迁移过程，可用相同的理论来描述。色谱中所用的一些名词概念和基本理论，如保留值、塔板理论、速率理论等均可借用于毛细管电泳中。43.仪器流程5二、毛细管电泳的特点1.柱效高高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。色谱仪和电泳仪（

4、HPLC和CE），都包括进样部分、分离柱、检测器和数据处理等。2.消耗低CE所需样品为nl级,流动相用量也只需几毫升,而HPLC所需样品为μl级,流动相则需几百毫升乃至更多。63.速度快一般几十秒至十几分，最多半小时，即可完成一个试样的分析。4.应用广泛通过改变操作模式和缓冲液的成分，CE有很大的选择性，可以根据不同的分子性质，对极广泛的对象进行有效的分离。CE分离有机分子、药物分子，特别是手性分子和生物大分子方面的能力，对HPLC地位提出了严峻的挑战。7三、毛细管电泳的分类按分离模式分类，常用的ＣＥ技术有六种：毛细管

5、区带电泳，胶束电动毛细管色谱，毛细管凝胶电泳，毛细管等电聚焦，毛细管等速电泳，毛细管电色谱毛细管区带电泳是CE中最基本、应用最普遍的一种模式。第二节基本原理一、电泳和电泳淌度1.电泳与电泳速度8在一定电场强度作用下，溶质带电粒子在溶液中的定向移动（迁移），这种现象称为电泳。带电粒子在电场中迁移时，所受的电场力为q:溶质离子所带的有效电荷E:电场强度带电粒子在溶液中运动时受到的阻力即摩擦力为是电泳速度9f为摩擦系数，其大小与带电粒子的大小、形状以及介质粘度有关。对于球形离子，f=6πηγ；对于棒状离子，f=4πηγ。式中

6、，γ是溶质离子的动力学半径，η是电泳介质的粘度。平衡时，电场力和摩擦力相等，即qE=fvep电泳速度为10不同物质在同一电场中，由于它们的有效电荷、形状大小的差异，它们的电泳速度不同，所以可能实现分离我们把溶质在给定溶液中和单位电场强度下的电泳速度称为电泳淌度，用μep表示。2．电泳淌度11所以淌度不同是电泳分离的内因和前提。溶质粒子的电泳速度决定于粒子淌度和电场强度的乘积，vep＝μepE在一定条件下，不同粒子的形状、大小以及所带电量都可能有差别，则电泳淌度也可能不同。（1）绝对淌度（μab）是在无限稀释时单位电场强

7、度下离子的平均迁移速度，它是该离子在一定溶液中的一个特征物理常数。12（2）有效淌度（μef）我们不可能在无限稀释而又没有其它离子、酸度等影响下进行工作，有效淌度是实际的离子电泳淌度。（3）表观淌度（μap）在有电渗存在下，测得的实际离子淌度称为表观淌度或净淌度，是有效淌度μef和电渗淌度μos的矢量和。μap=μos±μef13二、电渗和电渗流1．电渗现象当固体与液体相接触时，如果固体表面因某种原因带一种电荷，则因静电引力使其周围液体带相反电荷，当液体两端施加一定电压时，就会发生液体相对于固体表面的移动，这种现象叫做

8、电渗。14高效毛细管电泳大多使用石英毛细管，在内充缓冲液PH>2时，管壁的硅醇基（－SiOH）离解成硅醇基阴离子（－SiO－），使管壁带负电荷，溶液带正电荷，在管壁和溶液之间形成双电层。Zeta电位15由于溶液中的阳离子实际上是溶剂化的，在外电场的作用下，溶剂化的阳离子向负极移动，将引起柱中的溶液整体向负极移动，这就是毛细管电泳中