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, 。 2 毛细管电泳( capi1lary electrphoresis , 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。? 20 世纪 30 - 40 年代蒂塞利乌斯( )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 3 l967 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, , 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 4 电泳是溶液中带电粒子在电场力作用下发生定向运动,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。 ,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。 5 6 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( HPLC 和 CE ),都包括进样部分、分离柱、检测器和数据处理等。 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。 7 ,最多半小时,即可完成一个试样的分析。 , 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。 8 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 9 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 qE F E? ep f fv F? epv 是电泳速度 10 f 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 = 6 πηγ;对于棒状离子, f = 4 πηγ。式中, 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 电泳速度为棒状粒子) (4 qE f qE v ep ?????
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