周霞丽现代分析技术

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1、现代科学分析与技术论文题目：毛细管电泳的应用姓名：周霞丽学号：1141109009导师：舒谋海完成日期：2015年1月10U毛细管电泳的应用摘要：毛细管电泳(CaPillaryEleetrophoresis,简称CE)又称高效毛细管电泳(即HPCE),是20世纪80年代兴起并且迅速发展起來的一种新型液相分离分析方法，是现代分析化学中继高效液相色谱之后的又一重大发展，一出现就引起分离科学界极大的关注。毛细管电泳包含电泳、色谱及其交叉内容，是-•类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为张动力，以样品的多种特性为根拯的新型液相分离技术-它使物质

2、的分离从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。可应用于药物分析、生化分析、环境分析、食品分析等几乎所有的分析领域。木文在分析毛细管电泳的基木原理的基础上阐述了毛细管电泳近期的应用研究，并研究了毛细管电泳检测技术的发展现状以及未来的研究方向。1、概述毛细管电泳(CE)是20世纪80年代发展起來的一项分离技术，1981年Jorgenson和Lukacs,使用75um的玻璃毛细管进行的实验促生了该方法，是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。它以高压电场为张动力，以弹性石英熔融毛细管或微流孔道为微分离通道，实现分析物

3、的定性、定量分析。因其分析速度快、分离效率高、操作简便，具有高通量分析的潜力，而应用范围十分广泛，它可以实现从无机离子、小分子、氨基酸和多肽、手性物质到生物大分子如蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA),甚至单细胞水平的分析，在食品、药物、法医、环境、生命科学等领域获得了极为广泛的应用。毛细管电泳按分离模式冇以下几种：毛细管区带电泳(capillaryzoneelectrophoresis,CZE,又称口由溶液毛细管电泳)、毛细管凝胶电泳(cap订larygelelectrophoresis,CGE)、毛细管等电聚焦(capillaryiso-

4、elctricfocusing,CIEF)、毛细管等速电泳(cap订laryisotachorphoresis,CITP)、胶束电动毛细管色谱(micellarelectrokineticcapillarychromatography,MECC)毛细管电色谱(capillaryelectrochromatography,CEC)。此外述冇各种各样的方式，如毛细管亲和电泳(ACE)、阵列毛细管电泳(CAE)、芯片毛细管电泳(CCE)、免疫毛细管电泳(CEIA)等。下面将首先介绍毛细管电泳的基本原理、分离模式和检测器，然后对其应用与研究领域

5、进行研究与分析，并列举了几个典型的应用。2、毛细管电泳的原理2.1基本原理毛细管电泳是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术。CE的基本仪器装置由毛细管、缓冲液槽、进样系统、高压电源和检测器组成，如图1所示。其中毛细管是CE的关键部件，它由石英制成,外壁涂以聚合物以增强毛细管的韧性及强度，内舉分为涂层和无涂层两种。毛细管的内径一般是25um〜lOOum,减小内径和增加毛细管的长度都可以提高分离效率。缓冲液槽用來盛放缓冲液。电渗流在毛细管电泳中起着非常重要的作用，而缓

6、冲液的pH值及浓度对电渗流的影响很大，并对分离度产生非常重要的影响。口前CE主要的进样方式有压差进样和电动进样。CE可以配以各种类型的检测器，如紫外检测器、荧光检测器、电化学检测器等。电泳槽与电极检测器毛细管电泳槽与电极—数据处理系统咼压电源图1毛细管电泳仪的工作原理:毛细管电泳所用的石英毛细管柱，在pH>3的情况下，其内表面带负电，和溶液接触时形成一双电层。在高电压作用下，电层屮的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动的现彖叫电渗流。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流(EOF)两种速度的矢量和。止离了的运动方向和电渗流方向

7、一致，故最先流出；中性粒了的电泳速度为“零”，故其迁移速度相当于电渗流速度；负离子的运动方向与电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳速度，故它将在屮性粒子之后流出，从而因各种粒子迁移速度不同而实现了分离。在外电场影响下，离子移动的速度V为：V=peE=geU/L(1-1)(应为电泳迁移率，单位为cm^v-^s-1,E为毛细管进样端至检测窗口间电场强度，单位为Vcm-1,U是毛细管柱两端施加的电压，L是毛细管柱的总＜)毛细管电泳的分离原理是电泳迁移和电渗迁移。电泳迁移是在高压电场下，带电离了向相反方向移动。电渗迁移是当毛细管内充满缓

8、冲溶液时，毛细管壁上的硅轻基发生解离，生成氢离子溶解在溶液中，这样就使毛细管壁带上负电荷与溶液形成双电层，在毛细管的两端加上直流电场后，带正电的溶液就会整体的向负极端移动，这就形成电渗流。电渗流的速度与公式