高效毛细管电泳电导法分离检测水中阳离子
毛细管电泳的基本原理及应用
毛细管电泳的基本原理及应用 摘要：毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，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电泳分离分析方法。该技术可分析的成分小至有机离子、大至生物大分子如蛋白质、核酸等。可用于分析多种体液样本如血清或血浆、尿、脑脊液及唾液等，比HPLC 分析高效、快速、微量。 关键词：毛细管电泳原理分离模式应用 1概述 毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE，是一类以毛细管为分离通道，以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis，CZE)。但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出，他们使用了75mm的毛细管柱，用荧光检测器对多种组分实现了分离。1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳，开创了毛细管电泳的重要分支: 胶束电动毛细管色谱(MEKC)。1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。同年，Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来，将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中，又发展了电色谱，扩大了电泳的应用范围。 毛细管电泳和高效液相色谱（HPLC）一样，同是液相分离技术，因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充，但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说，毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳（C E）除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外，其仪器结构也比高效液相色谱（HPLC）简单。C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。 毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点，因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。
毛细管电泳出现问题分析
一、无样品峰出现 A、检查电流是否稳定： ①没有电流。 可能原因——毛细管堵塞或断裂。 解决方法——用水冲洗毛细管，并观察是否有水流出，若无水 流出请拆下卡盒检查毛细管两端和窗口是否断裂；毛细管没有 断裂的话可以用水反向高压冲洗以试图解决此问题。缓冲溶液 需要过滤，将样品过滤或者离心去除其中的颗粒。 ②电流波动很大，直至几乎消失。 可能原因——缓冲溶液中有气泡产生或者区带中样品析出。 解决方法——将缓冲溶液超声脱气，如果还有此现象发生，则 可能是样品区带有析出，可以通过降低样品浓度/延长ramp time来试图解决这一问题；对于在缓冲溶液中溶解度不高的样 品则需要在缓冲溶液中加入添加剂以解决此问题。 ③电流初始值较小，后逐渐增大。 可能原因——样品进样量过大。 解决方法——减少进样量，通常进样参数设置在0.5psi,5sec 左右。 ④电流正常。 可能原因：a样品浓度过低：使用高浓度样品测试，如果无法 解决则有可能是以下其他原因。b检测波长设置不正确：请确 认被分析物的特征吸收，检查方法中的检测波长设置。c分离
极性错误：对于蛋白样品，请注意蛋白在分离条件下其PI及所带电荷；对于核酸样品，通常条件下会带负电荷。d样品在毛细管内壁吸附：对于蛋白及核酸样品应尽量采用涂层毛细管分离，或采用极端pH条件或动态涂层防止样品吸附。e光学检测器或光纤损坏：进行标准样品的测试，如果没有对应的结果出现，则有可能存在硬件问题，请联系工程师。 B、检查毛细管窗口，是否有透明窗口： 可能原因——忘记开毛细管窗口或窗口位置不正。 解决方法——重新开毛细管检测窗口，或将窗口调整到正确位置。 二、样品峰出现拖尾 可能原因——样品在毛细管内壁吸附。 解决方法——对于蛋白及核酸样品应尽量采用涂层毛细管分离，或采用极端pH条件或动态涂层防止样品吸附。 三、样品峰形不对称 A、检查毛细管入口： 可能原因——毛细管入口切口不平齐。 解决方法——重新切割毛细管入口，注意毛细管切割方法，不可以用力过猛或反复刮擦。
外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品
毕业设计（论文）外文翻译 Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法 在无机元素中的应用
电化学检测法在毛细管电泳 和无机元素中的应用 摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。 关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。 目录： 1.简介--------------------------------------------------------------1 2.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------6 3.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------5 4.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1．简介 毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法（激光诱导荧光检测法），而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法，尽管目前开发的还相对较少。相对套色板离子法来说（其他和以前一般化的检测方法）他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难，而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到，或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。关于这一情况或许有两种解释。首先由于高性能流体套色板的广泛应用，我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法，许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上
荧光检测毛细管电泳法
通过荧光检测毛细管电泳法 快速灵敏地检测人体血浆中的亚硝酸盐的方法 本文选自塔兰塔(Talanta)，爱思唯尔(Elsevier)出版，纯分析化学期刊。 作者：安范舒普代尔，来自比利时鲁汶大学。 摘要:分析亚硝酸盐,NO指示剂在体内的产生,为研究NO在体内的合成提供 了一个有用的工具。通过其衍生反应和2、3二氨基萘(DAN)中一个快速、灵敏荧光-毛细管电泳法被发展来测定了人体血浆中的亚硝酸盐。亚硝酸盐在人体血浆中很容易与DAN在酸性条件下反应得到收益率很高的荧光2,3-萘 酚三唑(NAT)。荧光检测是完成施达赛检测的最佳化方式，它允许一种等离子体样品的直接分析而不像大多数堆积样品的CE-UV方法。乙腈可去除蛋白质。短程注射和高压电(30千伏)可缩短分析时间。用20mm,pH值为9.23的缓冲溶液可更好的分离。NAT的分离在1.4分钟内完成，除蛋白等离子体样品以5s每50 mbar水动力地的速度被注射到60厘米×75微米的内部直径无涂层的玻璃毛细管里。激发波长被选中为一个宽带滤波器(240-400nm),发射光在418nm被测量通过采用一个截止过滤器。在2到500nm的范围内获得一个好的线性关系(R2=0.9975)。在原始血浆样本中亚硝酸盐的检测极限是0.6nm, 比我们此前的CE-UV法低了750倍。先进的荧光-毛细管电泳法相对于目前的荧光高效液相色谱法，具有更简单的系统和更低的成本优势，同时也很灵敏。这个研究表明该方法测定人体血浆中亚硝酸盐在的浓度与频繁报道的一致。 1介绍 研究表明，亚硝酸盐在生理和病理条件下有可能成为NO合成的一个标志，因此在实验和临床研究中可能作为一个生化参数。 但是到目前为止，还没有真正关于人体血浆中亚硝酸盐的浓度的共识。具报告，一般水平的亚硝酸盐在人体血浆中“不能检测”的范围达到26微米。人体血浆中亚硝酸盐的浓度最合理的范围是从100纳米到1微米，通过大多数研究者团体的测量最常报道的结果是从100纳米到200纳米。因此，对于分析学科来说测定人体血浆中的亚硝酸浓度是一个挑战。在样品配制的过程中，高灵敏度测定和一定的防范措施可以提高测量的精密度和准确度。荧光法已广泛用于亚硝酸盐的灵敏分析。这些方法涉及亚硝酸盐衍生化反应——由2,3-二氨基萘(DAN)合成2,3-萘酚三唑(NAT)。有一些使用高效液相荧光检测的方法用在检测水、尿液和细胞培养液中的亚硝酸盐。然而，大多数荧光高效液相色谱法对样品需要一个复杂的制备过程来去除一些小元件并需要一个保护柱。这些额外的合成步骤可能会引入环境中杂质
毛细管电泳法快速检测糖化血红蛋白概要
[4]郝贤 , 吴茜 , 杨丰源 . 2型糖尿病胰岛素抵抗的实验与临床研 究进展 [J]. 中国初级卫生保健 , 2006, 20(8 :60. [5]毛晓明 , 刘志民 . 氧化应激在糖尿病糖代谢中的作用 [J]. 江苏医 药 , 2005, 31(3 :212. [6]赵宝珍 , 白秀平 , 荣青峰 . 实验性 2型糖尿病大鼠模型的研究 [J]. 中国药物与临床 , 2002, 2(6 :383. [7]郭昆全 , 湛冯岚 . 硫酸镁对 2型搪尿病及糖耐量异常 (IGT 患者胰 岛素敏感性的影响 [J]. 中国糖尿病杂志 , 2001, 9(6 :355. [8]梁丽 , 李成江 . 低血镁与糖尿病的关系 [J]. 浙江医学 , 2005, 27 (12:958. [9]杨月莲 , 梁瑜祯 . 氧化应激与 2型糖尿病 [J]. 医学综述 , 2008, 14 (3 :429. [10]Firdlyand LE, Phlipson LH. Reactive s pecies and early manifes tation of ins ulin resis tance i n type 2diabetes [J ]. Di abtes Obes M etab, 2006, 8(2 :136. [11]张秋梅 . 氧化应激与 2型糖尿病的关系及 a 硫辛酸的应用 [J ]. 医学综述 , 2007, 13(24 :1984. [12]范晓岚 , 杨军 , 糜漫天 , 等 . B -胡萝卜素的抗氧化作用与疾病预 防 [J]. 中国公共卫生 , 2003, 19(4 :479. (收稿日期 :2008-11-20
高效毛细管电泳
高效毛细管电泳-非接触式电导检测法的应用 ——瓶装矿泉水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+的分离检测 摘要本实验采用毛细管电泳–非接触式电导检测法，以8mmol?L-1Tris 和6mmol?L-1酒石酸为电泳运行液，分离电压为+15 kV，采用标准加入法，对瓶装矿泉水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+四种阳离子同时进行直接分离和检测。实验测得逸仙泉矿泉水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+的含量分别为2.57mg·L1、13.46mg·L-1、4.99mg·L-1、1.82mg·L-1，发现K+、Mg2+含量均大大超出厂家提供的含量范围。 关键词高效毛细管电泳非接触电导检测法中大逸仙泉水分离检测标准加入法 1 引言 Na+、K+、Ca2+、Mg2+是人体内重要的无机阳离子，这些离子含量的高低直接影响人体的生理功能。Mg2+是人体细胞内的主要阳离子，浓集于线粒体中，是体内多种细胞基本生化反应的必需物质，在神经肌肉的机能正常运作、血糖转化等过程中扮演着重要角色。K+在人体内的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢以及维持神经肌肉的正常功能。人体中的钙元素主要以羟基磷酸钙晶体的形式存在于骨骼和牙齿中。Na+是细胞外液中带正电的主要离子，参与水的代谢，保证体内水的平衡，调节体内水分与渗透压，此外，糖代谢、氧的利用、维持正常血压也需要钠的参与。矿物质水中这些离子含量的高低决定了水质是否符合标准。因此，研究快速分离测定这些离子的含量很有实际的意义。 由于要同时测量四种离子含量，因此传统的对单一离子测量的方法不能用，毛细管电泳–非接触式电导检测法，可以同时对K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子同时进行直接分离并且检测含量，相比已有的实验方法，本实验具有灵敏度高，操作简便，而且可以同时测定四种不同离子的含量，离子之间不存在相互干扰，极大地提高了实验效率，实验结果令人满意。 高效毛细管电泳的检测器中，非接触式电导检测（Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection, 简称C4D）是近年来发展起来一种新型的电导检测方法。非接触式电导检测法的电极与待测溶液隔离，避免了因电极与溶液接触而造成的诸多问题，有效地消除了电极中毒的问题，电极寿命长，抗干扰能力强，可检测物质的范围广。HPCE–C4D具有通用性好、灵敏高、分析成本低和环境友好的优点，在日常分析中具有广阔的应用前景。 2 实验部分 2.1仪器试剂
实验二十五常见阳离子的分离与鉴定
实验二十五常见阳离子的分离与鉴定 一、实验目的： 1、巩固和进一步掌握一些金属元素及其化合物的性质； 2、了解常见阳离子混合液的分离和检出方法。 二、实验内容： （一）、碱金属和碱土金属离子的鉴定 1、Na+的鉴定 Na++Sb（OH）6-====NaSb(OH)6 2、K+的鉴定 K++HC4H4O6-====KHC4H4O6 3、Mg2+的鉴定 Mg2+与对硝基苯偶氮间苯二酚（镁试剂Ⅰ）在碱性介质中反应生成蓝色螯合物沉淀。除碱金属外，其余阳离子都不应存在。 4、Ca2+的鉴定 Ca2++C2O42-=====CaC2O4↓（白色沉淀不溶于6MHAC而溶于2MHCl）5、Ba2+的鉴定 Ba2++CrO42-====BaCrO4↓（黄色）(pH==4) （二）、p区和ds区部分金属离子的鉴定 1、Al3+的鉴定： Al3+与铝试剂（Ⅰ）在pH6---7介质中反应，生成红色絮状螯合物沉淀。 2、Sn2+的鉴定 SnCl2+2HgCl2+2HCl====Hg2Cl2↓（白色）+H2SnCl6 Hg2Cl2+SnCl2+2HCl====2Hg↓（黑色）+H2SnCl6 3、Pb2+的鉴定 2PbCrO4+2H+====2Pb2++Cr2O72-+2H2O PbCrO4+4OH-====[Pb(OH)4]2-+CrO42-
PbCrO4沉淀溶于NaOH（与Ag+、Ba2+、Bi3+不同）及浓HNO3，难溶于稀HNO3，不溶于氨水（与Ag+、Cu2+不同），难溶于稀HAC。 4、Sb3+的鉴定 Sb3++4H++6Cl-+2NO2-====[SbCl6]-+2NO+2H2O [SbCl6]-与罗丹明B反应形成难溶于水的离子缔合物。 5、Bi3+的鉴定 硫脲CS(NH2)2与Bi3+在0.4---1.2MHNO3介质中反应形成鲜黄色络合物， 6、Cu2+的鉴定 K4[Fe（CN）6]与Cu2+在中性或酸性介质中反应，生成红棕色Cu2[Fe(CN)6]沉淀。此沉淀难溶于稀HCl、HAC及稀NH3水，但易溶于浓氨水: Cu2++[Fe(CN)6]4-====Cu2[Fe(CN)6] ↓（红棕色） 7、Ag+的鉴定 [Ag(NH3)2]Cl+2H+====AgCl+2NH4+ 8、Zn2+的鉴定 Zn2++[Hg(SCN)4]2-====Zn[Hg(SCN)4]↓ Zn2+的HAC性试液与(NH4)2[Hg(SCN)4]反应，在稀溶液中生成无色尖劈状和X 形晶体，在浓溶液中形成多枝的羊齿植物形Zn[Hg(SCN)4]晶体。 9、Cd2+的鉴定 Cd2++S2-====CdS↓（黄色） 10、Hg2+ （三）、部分混合离子的分离和鉴定
阳离子的分离与鉴定
阳离子的分离与鉴定 一. 实验目的 1. 掌握用两酸三碱系统分析法对常见阳离子进行分组分离的原理和方法。 2. 掌握分离、鉴定的基本操作与实验技能。 二. 实验原理 阳离子的种类较多，常见的有二十多种，个别检出时，容易发生相互干扰，所以一般阳离子分析都是利用阳离子某些共同特性，先分成几组，然后再根据阳离子的个别特性加以检出。凡能使一组阳离子在适当的反应条件下生成沉淀而与其它组阳离子分离的试剂称为组试剂，利用不同的组试剂把阳离子逐组分离再进行检出的方法叫做阳离子的系统分析。在阳离子系统分离中利用不同的组试剂，有很多不同的分组方案。如硫化氢分组法，两酸、两碱系统分组法。下面介绍一种以氢氧化物酸碱性与形成配合物性质不同为基础，以HCl、H2SO4、NH3 H2O、NaOH、(NH4)2S为组试剂的两酸三碱分组方法。本方法将常见的二十多种阳离子分为六组。 第一组：盐酸组Ag+，Hg22+，Pb2+ 第二组：硫酸组Ba2+，Ca2+，Pb2+ 第三组：氨合物组Cu2+，Cd2+，Zn2+，Co2+，Ni2+ 第四组：易溶组Na+，NH4+，Mg2+，K+ 第五组：两性组Al3+，Cr3+，Sb III、V，Sn II、IV 第六组：氢氧化物组Fe2+，Fe3+， Bi3+，Mn2+，Hg2+ 用系统分析法分析阳离子时，要按照一定的顺序加入组试剂，将离子一组一组沉淀下来，具体分离方法如下表。 表阳离子分组步骤 试液(用个别检出法鉴定NH4+、Fe2+、Fe3+) ( Hg ) (两性组) (氢氧化物组) (第三组硫化物) (第四组易溶组)AlO2?、Cr O42?Fe(OH)3、 K+、Na+、Mg2+、NH4+SbO43?、SnO32?MnO(OH)2、 NaBiO3、HgNH2Cl
高效毛细管电泳电导检测法分离检测矿泉水中的阳离子
2010年11月高效毛细管电导检测法分离检测矿泉水中阳离子 高效毛细管电导检测法分离检测矿泉水中阳离子 中山大学化学与化学工程学院广州 510275 摘要本文介绍了高效毛细管电导检测法分离检测矿泉水中阳离子. 结果表明: 样品中K+、Na+、Mg2+、Ca2+四种离子的含量分别为12.54 mg·L-1，20.38 mg·L-1，2.44 mg·L-1，5.27 mg·L-1. 本方法操作快速、简便、灵敏度高、重现性好、测定成本低, 是一种快速检测水体样品中阳离子含量的优越方法. 关键词高效毛细管电导检测法; 矿泉水; 阳离子 水是生物赖以生存的必要条件之一,水质好坏直接影响到生物的生存和发展, 随着人们生活质量的不断提高,对饮用水的水质不断提出更高的要求.矿泉水是指含有一定量的矿 物质或微量元素或二氧化碳气体以及温度为特征, 在通常情况下, 其化学成分、流量、温度等动态因素应保持相对稳定[1] . 矿物质主要是钾、钠、钙、镁等离子. 矿泉水中的钾、钠、钙、镁等离子对人体有益,若摄入不足或者过量,则对健康有害[2] . 例如摄入过量的钠离子 会导致高血压, 摄入过量的钙离子增加患结石的可能性. 因此我们要控制这些离子合理的摄 入量以保护自身健康. 目前, 矿泉水中的钾、钠、钙、镁离子的测定主要使用的是原子吸收分光光度法、离子色谱法[3]、高效毛细管电泳法[4]等. 高效毛细管电泳是离子或物质以电场为驱动力,在毛细 管中按其淌度或分配系数不同进行高效、快速分离的一种电泳新技术.在应用广泛的毛细管 区带电泳中,用谱峰的迁移时间作为定性分析的依据,用谱峰的高度或峰面积作为定量分析的依据[5]. 由于多数阳离子在紫外波段没有吸收, 因此采用电导法检测阳离子. 本实验用高效毛细管电导检测法分离检测矿泉水中钾、钠、钙、镁离子, 该方法具有快速、简便、灵敏度高、重现性好、测定成本低的特点. 1 实验部分 1.1 仪器试剂 1.1.1仪器 CES2003毛细管电泳仪（中山大学化学与化学工程学院研制）、熔融石英毛细管（50 cm×50 μm）、微量移液器、聚乙烯塑料瓶. 1.1.2试剂 （1）0.1 mol·L-1 NaOH溶液; 0.2 mol·L-1乙酸溶液; 0.1 mol·L-1 Tris溶液; 0.1 mol·L-1 Cit 溶液. （2）电泳运行液：准确移取10 mL 0.1 mol·L-1 Tris 溶液、1 ml 0.2 mol·L-1HAc、0.2 ml 0.1 mol·L-1Cit溶液于100 mL容量瓶中, 加超纯水定容至刻度. （3）1.0×10-4 mol·L-1 K+、Na+、Ca2+、Mg2+单一标准溶液：分别称取相应量的K、Na、Ca、Mg氯化物于塑料烧杯中, 用超纯水溶解和定容后储存在100 mL聚乙烯塑料瓶中备用. （5）样品溶液：直接移取市售饮用矿泉水（本实验采用“中大逸仙泉”）进样分析.所用试剂为分析纯, 水为超纯水. 1.2 实验步骤 1.2.1 准备 （1）将电导检测池的工作电极、辅助电极和高压地电极与电泳平台上的接线端准确联接.依次打开计算机, 检测器（电导检测,“输出调节”旋钮处于最小位置）和高压电源（“进样
毛细管电泳法
毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的 含量测定
毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定 毛细管电泳又称高效毛细管电泳( High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE) 是一种仪器分析方法。通过施加10-40kV 的高电压于充有缓冲液的极细毛细管，对液体中离子或荷电粒子进行高效、快速的分离。现在，HPCE 已广泛应用于氨基酸、蛋白质、多肽、低聚核苷酸、DNA 等生物分子分离分析，药物分析，临床分析，无机离子分析，有机分子分析，糖和低聚糖分析及高聚物和粒子的分离分析。人类基因组工程中DNA 的分离是用毛细管电泳仪进行的。 毛细管电泳较高效液相色谱有较多的优点。其中之一是仪器结构 简单（见图1）。它包括一个高电压源，一根毛细管，紫外检测器及计算机处理数据装置。另有两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液池。 high-v oltage power supply Buffer V ial Buffer V ial Detector Recording dev ice capillary Electrode Electrode 图1 CE 仪器组成示意图 毛细管中的带电粒子在电场的作用下，一方面发生定向移动的电泳迁移，另一方面，由于电泳过程伴随电渗现象，粒子的运动速度还明显受到溶液电渗流速度的影响。粒子的实际流速 V 是电泳流速度 Vep 和渗流速度 Veo 的矢量和。即: V = Vep + Veo (1) 电渗流是一种液体相对于带电的管壁移动的现象。溶液的这一运动是由硅/水表面的Zeta 势引起的。 CE 通常采用的石英毛细管柱表面一般情况下(pH>3)带负电。当它和溶液接触时，双电层中产生了过剩的阳离子。高电压下这些水合阳离子向阴极迁移形成一个扁平的塞子流，如图2。毛细管管壁的带电状态可以进行修饰，管壁吸附阴离子表面活性剂增加电渗流， 管壁吸附阳离子表面活性
毛细管电泳技术在检测分析中的应用
2011-12-31 毛细管电泳技术及其在检测分析中的应用分析化学毛细管电泳技术及其在检测分析中的应用 摘要：毛细管电泳技术(CE)作为现今一种主要的分析技术，凭借其高效、灵敏、快速、设备简单、广泛适用性等特点，广泛应用于各个领域。本文简要概述了CE技术的原理及特点，并简述了它在环境分析、食品分析、药物分析、生物大分子分析等各个领域的应用。 关键词：毛细管电泳；分析；应用 1.毛细管电泳技术简介 1.1 产生与发展 毛细管电泳技术（Capillary Electrophoresis, CE）是一种在电泳技术的基础上发展的一种现代分 离技术。电泳技术作为一种分离技术已有近百年历史，1937 年A.Tiselius首先提出：传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热。1967年，Hjerten最先提出了毛细管电泳的雏形，即在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳。但他并没有完全克服传统电泳的弊端。直至1981年Jorgenson 和Lukacs提出在75μm内径毛细管柱内用高电压进 行分离, 这时现代毛细管电泳技术真正产生。1984 年Terabe将胶束引入毛细管电泳，开创了毛细管电 泳的重要分支：胶束电动毛细管色谱（MEKC）。1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管 内进行。同年，Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来，将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中，又发展了电色谱，扩大了电泳的应用范围。 毛细管电泳技术兼有高压电泳及高效液相色谱 等优点，其突出特点是： （1）所需样品量少、仪器简单、操作简便。 （2）分析速度快，分离效率高，分辨率高，灵 敏度高。 （3）操作模式多，开发分析方法容易。 （4）实验成本低，消耗少。 （5）应用范围极广。 自1988年出现了第一批毛细管电泳商品仪器， 短短几年内, 由于CE符合了以生物工程为代表的生 命科学各领域中对多肽、蛋白质(包括酶，抗体)、 核苷酸乃至脱氧核糖核酸(DNA)的分离分析要求, 得到了迅速的发展。 1.2 毛细管电泳技术的简单原理 毛细管电泳的基本装置是一根充满电泳缓冲液的毛细管（如图1），和与毛细管两端相连的两个小瓶。微量样品从毛细管的一端通过“压力”或“电迁移”进入毛细管。电泳时，与高压电源连接的两个电极分别浸人毛细管两端小瓶的缓冲液中。样品朝与自身所带电荷极性相反的电极方向泳动。各组分因其分子大小、所带电荷数、等电点等性质的不同而迁移速率不同，依次移动至毛细管输出端附近的光检测器，检测、记录吸光度，并在屏幕上以迁移时间为横坐标，吸光度为纵坐标将各组分以吸收峰的形式动态直观地记录下来。 图 1 图 2 1.3毛细管电泳技术的分离模式 （1）毛细管区带电泳（ Capillary Zone
毛细管电泳0445
第五章毛细管电泳 色谱科学自从1903年俄国的茨维特发明了液固柱色谱之后，已有近100年的历史，但是在20世纪末的20年以前所未有的速度发展，特别是进人生命科学。材料科学和信息科学时代，对分离分析提出越来越高的要求。气相色谱法（GC）虽然分离效率、选择性、灵敏度都很高，但是它只适用于热稳定性好、易挥发的物质。高效液相色谱法（HPLC）虽然不受热稳定性及挥发性的限制，可以分析热稳定性差。难挥发的物质，但是和GC相比，缺乏灵敏的通用型检测器，实验中需消耗大量的有机溶剂，特别是对于大分子物质因其分子扩散系数小、传质阻力大，使柱效率大大降低，以至于难以分离分子量大于2000的物质。经典电泳技术虽然和离心法、色谱法一起成为分离生物高聚物最有效和最广泛应用的三大方法，对生物化学的发展起了重要的推动作用，但是这些电泳技术操作烦琐、费时、定量困难，也很难满足现代生命科学研究的要求。 Jorgeson和Lukacs在充分研究电泳理论。技术的基础上，将色谱理论和电泳技术相结合，于本世纪80年代初从理论和实际两个方面发展了高效毛细管电泳，并迅速在全球范围掀起研究热潮。现在，高效毛细管电泳已经成为分离科学领域中极为重要的前沿课题之一。 一、电泳基本原理 电泳指带电粒子在电场作用下作定向运动的现象。电泳有自由电泳和区带电泳两类，分析工作者感兴趣的是区带电泳。区带电泳是将样品加于载体上，并加一个电场。在电场作用下，各种性质不同的组分以不同的速率向极性相反的两极迁移，此时不考虑样品与载体之间的相互作用，因此电泳不是一个色谱分离过程。实际上，样品与载体之间总有一定作用力，人们就利用这种作用力，并与电泳过程结合起来，以期得到良好的分离。因此，电泳又称电色谱。区带电泳总是在固体或类固体这类载体上进行，常用载体有滤纸（故称纸电泳）、凝胶（故称凝胶电泳），以及醋酸纤维膜、淀粉、琼脂高聚物等。
实验六、常见非金属阴离子的分离与鉴定
实验六、常见非金属阴离子的分离与鉴定 一、实验目的：学习和掌握常见阴离子的分离与鉴定方法，以及离子检出的基本操作。 总结说明：从IIIA族到VIIIA族的22种非金属元素在形成化合物时常常生成阴离子。形成阴离子的元素虽不多，但是同一元素常常不止一种阴离子。阴离子多数是由两种和两种以上元素构成的酸根或碱离子，同一种元素的中心原子能形成多种阴离子在非金属阴离子中，有的与酸作用生成挥发性的物质，有的与试剂作用生成沉淀，也有的呈现氧化还原性。利用这些特点，根据溶液中离子共存情况，应先通过初步试验或进行分组应产生气体的试验，各种阴离子的沉淀性质，氧化还原性质。预先做初步检验，可以排除某些离子存在的可解性，从而简化分析步骤，初步检验包括以下内容： （一）、试液的酸碱性试验。 若试液呈强酸性，则易被分解的离子如：CO32-、NO2-、S2O32-等。 （二）、是否产生气体的试验。 若在试液中加入稀H2SO4或稀HCL溶液，有气体产生，表示可能存在CO32－、SO32－、 S2O32－、S2－、NO2－等离子。根据生成气体的颜色和气味以及生成气体具有某些特征反应，确证其含有的阴离子，如由NO2－被酸分解生成红棕色NO2气体，能将湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；由S2－被酸分解产生H2S气体，可使醋酸铅试纸变黑，可判断NO2－和S2－离子分别存在于各自反应溶液中。 （三）、还原性阴离子的试验。 在酸化的溶液中，加入KMnO4稀溶液，若紫色褪去，则可能存在S2－、SO32－、S2O32－、BR－、I－、NO2－等离子，若紫色不褪去，则上述离子都不存在。试液经酸化后，加入I2－淀粉溶液，蓝色褪去，则可能存在SO32－、S2O32－、S2－等离子。 （四）、氧化性阴离子的试验。 在酸化的试液中加入KI溶液和Ccl4，振荡后Ccl4层呈紫色，则有氧化性阴离子存在，如NO2－离子。 （五）、难溶盐阴离子试验。 ①钡组阴离子。 在中性或弱碱性试液中，用Bacl2能沉淀SO42－、SO32－、S2O32－、CO32－、PO42－、等阴离子。 ②用AgNO3能溶液Cl－、Br－、I－、S2－、S2O32－等阴离子，然后用稀HNO3酸化，沉淀不 溶解。 可以根据Ba2+和Ag+相应盐类的溶解性，区分易溶盐和风化溶盐。加入一种阳离子可以试验整组阴离子是否存在，这种试剂就是相应的组试剂。 二、实验用品： ①仪器：试管（离心）、点滴板、离心机。 ②固体药品：硫酸亚铁。 ③液体药品：Na2S（0.1mol/L）、Na2SO3（0.1mol/L）、Na2S2O3（0.1mol/L）、Na3PO4 （0.1mol/L）、Nacl（0.1mol/L）、NaBr（0.1mol/L）、NaI（0.1mol/L）、NaNO3（0.1mol/L）、 Na2CO3（0.1mol/L）、NaNO2（0.1mol/L）、(NH4)2MoO4（0.1mol/L）、Bacl2（0.1mol/L）、 KMnO4（0.1mol/L）、ZnSO4(饱和)、K4[Fe(CN)6]（0.5mol/L）、AgNO3（0.1mol/L）、 H2SO4（浓1mol/L）、HNO3（6mol/L）、HCL（6mol/L）、NaOH（2mol/L）、Ba(OH)2 （饱和氨水）或新配制的石灰水（氨水6mol/L）、H2O2（3%）、氯水、Ccl4、对氨 基苯碘酸（1%）、2－苯胺（0.4%）、亚硝酸铁氰化钠（9%）。 ④材料：Pb(AC)2试纸、玻璃棒。
第五章 高效毛细管电泳分离技术
第五章高效毛细管电泳分离技术 第一节毛细管电泳技术发展简史及其特点 电泳是指带电粒子在电场作用下向电性相反的方向迁移的现象。据此对某些化学或生物化学组分进行分离的技术称为电泳技术。 从1930年瑞典科学家Arne Tiselius首次提出电泳法至今已有70年的历史。电泳法的发展大致可分为三个阶段。1950年以前属初创阶段，主要是界面移动自由电泳，一般在U型管内进行，无支持物。50年代至80年代中期出现了各种有支持物的电泳方法，如纸电泳、醋酸纤维电泳、琼脂糖电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等，70年代后实现了仪器的自动化。80年代后期出现了毛细管电泳方法，实现了微型化、自动化、高效、快速分析，毛细管电泳技术已经成为同现代色谱技术相比的分析化学领域中的一个令人瞩目的分支。 毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）或高效毛细管电泳（High Performance Capillary Electrophoresis，HPCE）是指以毛细管为分离室、以高压电场为驱动力的一类新型现代电泳技术。毛细管电泳仪的基本结构见图5-1。
HV（0-+30KV） 图1 毛细管电泳仪的结构图 C—毛细管；D—检测器；E—电极槽；HV—直流高压电源；Pt—铂电极；S—样品；DA—数据采集处理系统 完善的毛细管电泳仪应具备（1）有多种施压模式；（2）恒温精度高，恒温范围宽；（3）精确的进样控制；（4）检测器的灵敏度高等条件。 毛细管电泳分离技术用的是内径为5-100μm，外径为370μm，长为10-100cm的弹性熔融石英毛细管，毛细管的特点是（1）体积小；（2）散热快，可承受高电场；（3）可使用自由溶液、凝胶等为支持电解质，在溶液介质下可产生平面形状的电渗流。 毛细管电泳分离技术与传统的平板电泳和现代液相色谱分离技术相比具有很多优点：（1）高效（105-107理论塔板/米）；（2）快速（几十秒至几十分钟）；（3）分离模式多，选择自由度大；（4）分析对象广，从无机离子到整个细胞；（5）高度自动化；
毛细管电泳中常用的检测方法
毛细管电泳中常用的检测方法 毛细管电泳(C E ) 以其高效、快速的分离, 成为一种令人瞩目的分析手段。为了便于热量散失和进行柱上检$lJ , 采用了极小内径的毛细管(≤50 umi.d.) , 这样允许进样量就很小(10 一9 g )。如此小的进样量要求有高灵敏的检测方法, 才能进行定性、定量分析。 紫外吸收法： 一般, 常用于C E 的检测器是市售的紫外和荧光检测器。当采用紫外一可见吸收法时, 石英毛细管壁的内涂层常常用有机溶剂溶解或灼烧而刮去, 使出现一个“小窗口” , 作为柱上检测的流通池。内径很小的毛细管使得流通池的长度也相应很小, 检测灵敏度相当有限, 尤其在生物样品分析中常常需要先行样品预富集然后再检测, 以提高灵敏度。在使用长方形徽面的毛细管进行电泳分离分析时,柱上检测的光学流通池长度明显增大, 使检测灵敏度提高7 1 5 倍。采用高能量的光源, 如氨灯、激光等, 可较大地提高检测灵敏度, 但费用较高, 又因可供选择使用的人射光波长范围较窄, 限制了它的应用。 荧光检测法： 荧光检测的灵敏度比紫外吸收法高几个数量级。对于有适当的激发荧光和发射荧光的供试品, 采用激光诱导荧光检测法和光电倍增管, 可使检测灵敏度大大提高, 而对于绝大多数无自然荧光的化合物, 则必须进行柱前或柱后衍生化, 才能进行荧光检测。 间接检测法： 对供试品进行衍生化的操作繁琐, 且易引入误差, 对于被测浓度极低的生物样品更是如此。于是, 间接检测法应运而生。间接检测就是在电泳缓冲液中加入具有检测响应的检测剂, 如发色团、荧光物质等, 作为本底响应,以产生基线信号。供试品进样后, 供试品离子与反电荷的检测剂离子形成离子对, 或置换了检测剂的同电荷离子, 分别产生正峰和负峰,使基线信号发生改变而被检测。在间接荧光法中, 被分析物能吸收荧光辐射或使本底荧光淬灭, 本底信号因此降低或消失而进行检测。这种方法要求供试品必须能吸收荧光或淬灭荧光。 在间接检测法中, 即或存在着相对大量的本底检测剂, 痕量的供试物也能与之从容地充分反应, 产生检测信号, 从而获得较为理想的灵敏度。应该指出的是, 毛细管直径、光源、检测剂的固有性质等, 都将对间接检测结果产生影响 电化学检测法： 电化学检测器的灵敏度高、选择性好, 但由于超微电极的制做和柱后检测单元的设计较困难, 使其应用受到了限制。W al lin g fo rd 等巧妙地设计了一个毛细管区带电泳(c a p illar yZ o n e ele c tr o ph o r e sis , C z E ) 的在线电化学检测系统, 把C Z E 的高效分离和电化学检测的高灵敏度结合起来, 实现了在单个神经细胞水平上的测定。 化学发光法： C as p e rs o n 用化学发光法检测电泳凝胶中的 D N A 段, 检测量可低至1.1 x 10-12 g。以结合了辣根过氧化酶的亲合素对生物素化的D N A 进行亲合性标记, 当此D N A 通过浸泡在过氧化氢和苯巴比妥混合溶液中的电泳凝胶时, 辣根过氧化酶催化过氧化氢还原成水, 释放出的能量转移给化学发光剂苯巴比妥, 激发态的苯巴比妥返回基态时发射出的光信号可被照相底片所记录, 进行检测。化学发光法具有灵敏度高、线性范围宽、反应速度快、选择性好等特点, 因检测器不
非金属阴离子的分离与鉴定实验
常见11种非金属阴离子的分离与鉴定 [实验目的]学习和掌握常见11种非金属阴离子的分离与鉴定方法 11种常见非金属阴离子： CO32-、SO42-、SO32-、S2O32-、S2-、PO43-、Cl-、Br-、I-、NO2-、NO3- 一、初步试验(或消去试验)——完成教材P155表10-4 1.酸碱性试验——测定阴离子钠盐溶液的pH值 阴离子试液一般呈中性或碱性。若阴离子试液呈酸性，则S2O32-不存在，NO2-和I-、 S2-不能共存。 2.挥发性试验——CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、NO2- 在适当较大浓度的阴离子溶液中加入稀硫酸或盐酸，CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、NO2-均有气泡现象。其中：S2O32- + 2H+→ SO2↑ + S↓ + H2O，溶液变乳白色浑浊，放置变黄，这是S2O32-的一个重要特征。但S x2-存在干扰。 3.氧化性阴离子试验——NO2- 2I- + 2NO2- + 4H+(HAc酸化) → 2NO↑ + I2 + 2H2O CCl4层呈紫红色，这是NO2-存在的特征。 4.还原性阴离子试验——S2-、SO32-、S2O32-、I-、NO2-、Br-，Cl-(?) ①试样用硫酸酸化，滴加1~2D KMnO4(aq)，褪色，则上述6种阴离子存在，Cl-需加热。 ②试样用硫酸酸化，滴加I2+淀粉溶液，褪色，则S2-、SO32-、S2O32-离子存在。 ③试样用硫酸酸化，滴加氯水和CCl4，CCl4层呈紫红色，则I-存在。 5.分组试验——难溶盐分组 ①BaCl2分组——CO32-、SO42-、SO32-、S2O32-、PO43- 在中性或弱碱性条件下，于阴离子试液中加入BaCl2溶液，有沉淀生成，则CO32-、SO42-、SO32-、S2O32-、PO43-可能存在。 在盐酸酸化条件下，于阴离子试液中加入BaCl2溶液，仅SO42-、S2O32-有沉淀生成，但S2O32-产生的是乳白色浑浊，而SO42-为细晶。 ②AgNO3分组——Cl-、Br-、I-、S2-。(S2O32-) 在HNO3酸化的澄清阴离子试液中滴加AgNO3溶液，仅Cl-、Br-、I-、S2-沉淀。 在中性或弱碱性条件下，于阴离子试液中加入AgNO3溶液，若无S2-干扰，沉淀颜色：白→黄→棕→黑变化，这是S2O32-存在的另一重要特征。这一现象还能排除S x2-的干扰。 Ag2S2O3(白) + H2O →Ag2S↓(黑) + SO42- + 2H+ 在阴离子试液中滴加AgNO3溶液，若迅速产生黑色沉淀，则有S2-存在。 可见，通过初步分析基本能确定试液中是否有NO2-、S2O32-、I-、S2-等存在，同时得出某些阴离子肯定不存在、某些阴离子可能存在的结论。 二、常见非金属阴离子的鉴定反应与鉴定条件批注 1.CO32-：若为未知试样，需用3%H2O2处理SO32-、S2O32-，再用气体排出法检验。 2. NO3-的鉴定，NO2-的除去：
高效毛细管电泳分析法
高效毛细管电泳分析法 1.1 高效毛细管电泳概述 高效毛细管电泳(High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE)是20 世纪80年代发展起来的一种新型的液相分析技术，其分离原理可以追溯到1937 年Tiselius[1]所做的研究，Tiselius 制成了第一台电泳仪并进行了第一次自由溶液电泳。而现代毛细管电泳(Capillary Electrophoresis, CE)得以普及归因于1981 年Jorgenson 和Lukacs所取得的标志性成果[2]，之后电泳技术迅速发展。CE 是经典电泳技术和现代微柱技术的结合产物，它克服了高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)实验成本高、气相色谱(Gas Chromatography, GC)应用面窄、薄层色谱(Thin-Layer Chromatography, TLC)柱效低和重现性差的缺点。短短的几十年间已被广泛用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[3]。 1.1.1 高效毛细管电泳的基本原理 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。毛细管电泳仪的基本结构包括一个高压电源，一根石英毛细管，一个检测器及两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液贮瓶. 毛细管电泳的基本原理如下：毛细管电泳所用石英毛细管柱内存在两种电迁移现象：电泳现象和电渗现象。电泳现象是指带电粒子在电场作用下的迁移；在pH>3的情况下，毛细管柱内表面带负电，与溶液接触时形成双电层,在高电压作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动的现象叫做电渗现象[4]。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗两种速度的矢量和。正离子的运动方向和电渗流一致，故从负极最先流出；中性粒子的电泳速度为“零”，故以电渗流速度在正离子之后流出；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流速度，故在中性粒子之后流出，因此各种粒子迁移速度不同而实现分离。 1.2 高效毛细管电泳在食品药品分析中的应用 食品和药品种类的多样性及其成分的复杂性对应用于其分析的方法提出了很高的要求。由于CE 具有多种不同的分离体系，可以满足许多复杂基质所含的复杂成分的分析要求，其分析的对象可以从饮用水到复杂的肉制品，分析的成分可以从简单的金属离子到蛋白质等大分子，而且CE 对被分析成分的提取、纯化及衍生等预处理没有严格的要求。因此，CE 在食品药品分析方面的应用日趋广泛。 食品和药品是由各种不同化学性质的分子组成的，在其分析中最常用的两种方法是HPLC 和GC。迄今为止HPLC 是食品药品分析中最适当的检测方法[11]，但是也会出现分离效能低的情况；HPLC 中分离度的改善不如在CE 中实施起来容易，而且操作成本也相对较高。另外，GC 不能直接用于测定难挥发不稳定的物质。而毛细管电泳的灵活性使其在食品药品分析中完全可以成为以上两者的有效补充，已用于许多食品和药品组分(成分、添加剂、残留物等)的检测。 1.2.1 成分分析 1.2.1.1 碳水化合物分析 碳水化合物分为单糖、低聚糖和多聚糖三类，是食品中的主要组分,对人体具有重要的功能性和生理性机能，因此对其分析具有极大的重要性。用于碳水化合物分析的CE 方法应用已有许多报道。CZE 和MEKC 方法均已应用于碳水化合物的分析中。通常采用间接紫外检测或柱前衍生方法解决大多数碳水化合物中不含发色团的问题。常用的衍生试剂有2-氨基吡