毛细管电泳课件.ppt

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1、毛细管电泳第四组：周毅龙城陈欣Contents一、概述二、经典电泳分析三、毛细管电泳分析法毛细管电泳，又叫高效毛细管电泳（HPCE），是八十年代问世的一种高效的液相分离方法，是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。毛细管电泳有六种不同的分离形式可供选择，具有分析时间短，分离效率高等特点。广泛用于分离多种化合物，如氨基酸、糖类、维生素、神经递质、DNA片段等。毛细管电泳在食品分析、药物分析和生命科学等领域得到了广泛应用。二、经典电泳分析利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方法和技术叫电泳法或电泳技术。按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳；按载体分类：滤纸

2、电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、自由电泳；传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无法与其他分析相比。三、高效毛细管电泳分析高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进：1、采用了内径在25~100μm，外径300~400μm的毛细管2、采用了高达数千伏的电压（1）毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小了温度效应，使电场电压可以很高（2）电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，柱长增加（3）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百万1、毛细管电泳基本原理毛细管电泳中，带电粒子的运动受到两种作用：电泳和电渗

3、。电泳是指溶液中带电粒子(离子、胶团)在电场中定向移动的现象，是驱动毛细管中电解质运动的一种作用力。电渗是在电场的作用下，毛细管中的溶液表层聚集的正电荷向负极运动的现象。（1）分离过程电场作用下，毛细管柱中出现：电泳现象和电渗流现象。带电粒子的迁移速度=电泳+电渗流；两种速度的矢量和。正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出；中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流出；阴离子：两种效应的运动方向相反。ν电渗流>ν电泳时,阴离子在负极最后流出。（2）迁移速度当带电离子以速度ν在电场中移动时，受到大小相等、方向相反的电场推动力和平动摩擦阻力的作用。电场力：FE

4、=qE阻力：F=fν故：qE=fνq—离子所带的有效电荷；E—电场强度；ν—离子在电场中的迁移速度；f—平动摩擦系数(对于球形离子：f=6πηγ；γ—离子的表观液态动力学半径；η—介质的粘度；)（3）电渗流现象液体两端施加电压时，会发生液体相对于固体表面的移动，这种液体相对于固体表面的移动的现象叫电渗现象。电渗是CE中推动流体前进的驱动力，它使整个流体像一个塞子一样以均匀的速度向前运动，使整个流型呈近似扁平型的“塞式流”。它使溶质区带在毛细管内原则上不会扩张。电渗现象中整体移动着的液体叫电渗流。电渗流的大小用电渗流速度V电渗流表示，取决于电渗淌度μ和电场强度E。V电渗

5、流=μE电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质：内表面带负电荷，溶液带正电荷，电渗流流向阴极；内表面带正电荷，溶液带负电荷，电渗流流向阳极Eg：石英毛细管；带负电荷，电渗流流向阴极；2、高效毛细管电泳分离模式毛细管区带电泳(CZE)1毛细管凝胶电泳(CZE)2胶束电动毛细管色谱（MEKC）3毛细管等速电泳（CITF）5毛细管等电聚焦(CIEF)4毛细管电色谱（CEC）6毛细管区带电泳（CZE）CZE是使用裸毛细管和真溶液性质的电解质缓冲溶液进行的毛细管电泳技术，是毛细管电泳中应用最广泛、最基本的一种分离模式。分离机理是基于各被分离组分的荷质比之间的差异。通常把CZE

6、看成其他各种毛细管电泳分离模式的母体。应用范围包括氨基酸、多肽、蛋白质、离子、对映体拆分和很多其他本身能带电或在一定条件下能带上电荷物质的分离。毛细管凝胶电泳（CGE）CGE是以凝胶或高浓度线性高分子溶液为介质填充在毛细管内而进行的电泳。被分析组分因电泳而迁移，在迁移过程中依据分子的大小在起“分子筛”作用的凝胶中得以分离。特点：抗对流性好，散热性好，分离度极高。因为蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关，CZE模式很难分离，采用CGE能获得良好分离，所以是DAN排序的重要手段。胶束电动毛细管色谱（MEKC）MEKC采用临界胶束浓度以上的表面活性剂在运行缓冲液内形

7、成疏水内核、外部带负电的动态胶束假固相，利用溶质的疏水性差异，在溶液和胶束假固相间分配的差异进行分离。不仅能分离中性溶质，而且能分离带电组分。此表有助于根据样品的物化性质选择合适的电泳模式。3、高效毛细管电泳的特点1.仪器简单、易自动化电源、毛细管、检测器、溶液瓶2.分析速度快、分离效率高在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分离了24种阳离子；柱效常常可达105-106理论塔极数/米；3.操作方便、消耗少进样量极少，每次进样的体积仅为1mL10nL4.应用范围极广分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等4、毛细管电泳的应用