毛细管微乳液电动色谱的原理及应用
第五章 高效毛细管电泳和电动色谱

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3Leabharlann 101三、毛细管凝胶电泳
毛细管凝胶电泳 CGE):按照试样中各个组 分相对分子质量的大小进行分离的方法。 用途:常用于蛋白质、寡聚核苷酸、核糖核 酸、DNA片段的分离和测序及聚合酶链反应产 物的分析。CGE能达到CE中最高的柱效。
• 毛细管等电聚焦是基于不同蛋白质或多肽之 间等电点的差异进行分离的电泳技术。 • 毛细管等电聚焦最具特色的应用是测定蛋白 质的等电点。在异构酶鉴定、单克隆抗体、 多克隆抗体、血红蛋白亚基等研究中,经常 用毛细管等电聚焦。
五、亲和毛细管电泳
亲和毛细管电泳是利用配体与受体之间存在特异性 相互作用,可以形成具有不同荷-质比的配合物而达 到分离目的。
梯度升压方式对毛细管电泳分离的影响 A. 2kV至25kV,0min,一步升压;B.2kV至25kV,5min,线性梯度 升压. 样品:β-乳球蛋白A,溶菌酶,细胞色素C,肌红蛋白,微白蛋白
二、毛细管及其温度控制
毛细管电泳柱作为分离分析的载体,其材料、 形状、内径、柱长、温度对分离度和重现性都 有影响。
缓冲液中加入添加剂,并让缓冲液与毛 细管充分平衡.如加入阳离子表面活性剂 十四烷基三甲基溴化铵(tetradecyl trimethyl ammonium bromide ,TTAB), 能在内壁形成物理吸附层,使EOF反向. 添加剂还有聚乙烯亚胺、甲基纤维素 (MC)、十六烷基溴化铵(CTAB)等。
毛细管电泳技术及应用

毛细管电泳技术能够高效分离蛋白质 ,包括白蛋白、球蛋白、酶等,为生 物制药、蛋白质组学等领域提供有力 支持。
DNA和RNA分析
毛细管电泳可用于分析DNA和RNA片 段,在基因诊断、基因工程和生物信 息学等领域有广泛应用。
药物分析
药物成分分离
毛细管电泳能够分离和检测药物中的有效成分和杂质,有助于药物质量控制和研发。
仪器设备与操作
仪器设备
包括高压电源、进样系统、毛细管、检测器和数据采集系统等部分。
操作步骤
首先将样品注入毛细管一端,然后施加电压使带电粒子在电场中移动,同时通 过检测器对分离出的粒子进行检测,最后通过数据采集系统记录数据并进行分 析。
02
毛细管电泳的分离模式
区带电泳
总结词
区带电泳是毛细管电泳中最简单的一种形式,其原理是将样 品加在毛细管的一端,然后施加电压,使样品在电场的作用 下进行分离。
详细描述
在区带电泳中,样品在毛细管中形成一色带,由于不同组分 在电场中的迁移率不同,因此会以不同的速度向另一端移动 ,从而实现分离。这种分离模式适用于简单样品,如氨基酸 、肽和蛋白质等。
胶束电动色谱
总结词
胶束电动色谱是在毛细管电泳中加入一种称为表面活性剂的物质,使溶液的离子 强度和粘度发生变化,从而影响离子的迁移率。
要点二
血液中成分分析
通过毛细管电泳技术,可以分析血液中的离子、小分子和 蛋白质等成分,为临床诊断和治疗提供依据。
04
毛细管电泳技术的优缺点
优点
高分离效率
毛细管电泳技术利用电场对带电粒子的作用力,使其在毛 细管中分离,具有极高的分离效率,特别适合于复杂样品 的分离。
高灵敏度
毛细管电泳技术结合了多种检测手段,如紫外-可见光谱 、荧光光谱等,可以实现高灵敏度的检测,有利于痕量物 质的检测。
毛细管电泳和毛细管电色谱

其他领域
毛细管电泳还应用于食品分析 、冶金、地质等领域,可用于 金属离子、矿物成分等的分离
和检测。
02 毛细管电泳技术
CHAPTER
进样技术
压力进样
通过施加压力使样品进 入毛细管,适用于大体
积样品。
电动进样
利用电场力驱动样品进 入毛细管,适用于低粘
电解质浓度
影响电场强度和离子迁移率。
温度
影响分子热运动和扩散系数。
毛细管材料和内壁处理
影响样品在毛细管内的吸附和分离效 果。
03 毛细管电泳实验
CHAPTER
实验流程
安装毛细管
选择合适的毛细管,将其插入 仪器,确保密封良好。
运行实验
设定合适的实验参数,如电压、 温度、检测波长等,开始实验。
准备毛细管电泳仪
进系统
用于将样品注入到毛细管中。
实验材料
毛细管
具有微米级内径的玻璃或石英管,是电泳的分离通道。
电解质溶液
用于提供电泳所需的离子环境。
样品
待测物质,需进行适当预处理。
清洗液
用于清洗毛细管和仪器,保持实验的准确性。
04 毛细管电色谱简介
CHAPTER
定义与原理
定义
毛细管电色谱(CEC)是一种将高效电泳分离与高效液相色谱的固定相相结合 的分离技术。
亲和电泳
利用特异性亲和作用进行分离 ,如抗体-抗原、酶-抑制剂等
。
检测方法
紫外可见光谱
利用紫外可见光谱检测分离出的组分。
电化学检测
利用电化学方法对分离出的组分进行检测。
荧光检测
利用荧光物质标记待测组分,通过荧光信号 进行检测。
毛细管电色谱应用在哪些方面

毛细管电色谱应用在哪些方面
毛细管电色谱(capillary electro chromatography,CEC)以内含色谱固定相的毛细管为分离柱,兼具毛细管电泳及高效液相色谱的双重分离机理,既可分离带电物质也可分离中性物质。
毛细管电色谱法是用电渗流或电渗流结合压力流来推动流动相的一种液相色谱法。
因此,毛细管电色谱法可以说是HPLC和HPCE 的有机结合,它不仅克服了HPLC 中压力流本身流速不均匀引起的峰扩展,而且柱内无压降,使峰扩展只与溶质扩散系数有关,从而获得了接近于HPCE 水平的高柱效,同时还具备了HPLC 的选择性。
HPLC是用压力驱动流动相。
流速是随填充微粒的大小和柱长而变化的。
流速在管中呈抛物线轮廓,因而造成了色谱峰谱带的展宽,降低了柱效。
而CEC是采用电场推动流动相。
其线速度是与柱的直径和填微粒的大小无关的,因而在毛细管中几乎没有流速梯度。
谱带展宽效应相应的就十分小。
这点是CEC与HPLC的本质差别,也是CEC效率高于HPLC的根本。
(上海通微)。
在线富集-微乳液毛细管电动色谱法分析食品塑料袋中邻苯二甲酸酯类化合物

9 2・ 5
色
谱
第3 0卷
ba s, a he s k e o res w e e i e r ng f8 .1 一 1 g nd t pi ed r c ve i r n t a e o 9 % h 05 6 % w ih s ts a t r e u t . t a if c o y r s ls
基苄 基酯 ( B 、 苯二 甲酸二 辛 酯 ( O 与邻 苯 B P) 邻 D P)
二 甲酸二 ( - 2 乙基 己基 ) ( E 酯 D HP) 结 构 式见 图 1 ( ) 已被 美 国 国家 环 境 保 护 局 列 为 优 先 控 制 环 境 污 染 物” ’ 。P E A s多属 于半 挥发 性 有机 污 染 物 , 多 为 且 中性 物 质 , 相 色 谱 ( 气 GC) ( P C) H L 和 高 效 液 相 色 谱 是分 析 P E A s的常 用方 法 。相 比之 下 ,
了 1 倍 。 H u 等 采 用 反 向 极 性 堆 积 模 式 2 s
( e e s d ee to e p lrt sa kn mo e, r v re lc r d oa y t c i g i d
其 中邻 苯二 甲酸 二 甲酯 ( MP) 邻 苯 二 甲酸二 乙酯 D 、 ( E ) 邻 苯二 甲酸 二 丁 酯 ( P) 邻 苯 二 甲酸 丁 D P 、 DB 、
O
T kd a e a等 以 十二 烷 基 磺 酸 钠 ( DS 为胶 束 相 , S )
使 用 胶 束 电 动 色 谱 ( K 测 定 了 P E 。G o ME C) A s u
等¨ 以胆 酸钠 ( c) 胶束 相 , 用 ME C对 土 壤 S 为 采 K
高效毛细管电泳的应用

+ +
低 pH
-
pI 高 pH
毛细管等速聚焦电泳(ITP)的分离原理: 毛细管内首先导入具有比被分离各组分高电 泳淌度的前导电解质(Leading Electrolye), 然后进样,随后再导入比各分离组分低电泳 淌度的尾随电解质(Terminating Electrolye)。在强电场的作用下,各被分离 组分在前导电解质与尾随电解质之间的空隙 中发生聚焦分离。
3、在分离蛋白质中,蛋白质的等 电点低于缓冲液pH时,极性放置 是:+ → -,反之应是:- → +。
缓冲液的浓度选择: 在一般情况下,浓度增加被分离 物质的迁移速度下降,有利于分 离效果的提高,但随着缓冲液浓 度的增大,粘度增加,电渗流和 焦耳热增大,给分离造成反作用。
缓冲液中不同添加剂的选择:
毛细管等电聚焦电泳(IEF)的分 离原理:两性电解质在分离介质 中的迁移形成pH梯度,各种具有 不同等电点的蛋白质按照这一梯 度迁移到它们的等电点的那个位 置,并在该点停下,由此产生一 条非常窄的聚焦区带,并使不同 的蛋白质聚焦在不同的位置上。
毛细管等电聚焦的运行过程可分 为三个步骤: 1、进样。把样品与两性电解质混合 并进样。 2、聚焦。加高电压3-4分钟。 3、迁移。阴极的缓冲液换成盐类 后,再加上电压,使末端引起梯度降 低,让级分一个一个通过检测器。
高效毛细管电泳的应用 1、毛细管电泳的定义 2、几种毛细管电泳的分离原理 3、毛细管电泳的基本配置 4、毛细管电泳的应用领域
一、毛细管用下,以不同的速度向电荷相 反方向迁移的现象。
传统电泳会在电解质离子流中产 生自热,引起径向粘度和速度的 梯度,从而导致区带展宽、降低 效率。
SO3SO3-
SO3-
毛细管电色谱基本原理及设计要求

毛细管电色谱基本原理及设计要求毛细管电色谱是80年代末发展起来的一种新型分离分析技术。
按流动相驱动力的不同,可分为电渗流驱动毛细管电色谱和电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱。
前者可在一般的毛细管电泳商品仪器上进行,是目前研究较多的一类。
在这种电色谱中,既引入了高选择性的色谱固定相,提高了电泳的分离能力,又克服了压力驱动的压力流引起的区带展宽,可以实现高效、高选择性分离。
但是因电渗流的限制,难于驱赶出电泳过程中产生的气泡,实验常因气泡而中断。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,液相泵产生的压力流可以将操作中产生的气泡冲出毛细管或者使气体在高压下溶解,不仅是流动相的平均线速度比相同条件下HPLC大,缩短分析时间,而且能减少压力流引起的区带展宽,使分离效率比HPLC明显提高。
若利用HPLC的进样和检测装置,可使其重现性和定量性优于毛细管电泳(CE)。
此外,还能像HPLC那样进行梯度洗脱,使分离能力进一步提高。
因此,有效的梯度洗脱是所开发仪器应有的重要功能。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,被分离组分按照它们的容量因子在固定相和流动相之间进行分配,溶质的流动速度决定于它们的电泳淌度、电渗流和流动相的压力。
电色谱的分离选择性包括两部分的贡献[5],即溶质在两相间的分配对分离选择性的贡献和电场作用溶质的泳动对分离选择性的贡献。
当电场的作用与分配的作用相一致时,CEC将表现更高的选择性。
否则两者作用相互抵消,降低分离的选择性。
在相同的表现线速度下,若电场驱动的流向与压力流方向相同,此时电场的作用有助于提高柱效;反之,电场的作用将降低柱效。
所以,选择能使分配与电场协同作用的分离条件对提高选择性和增加柱效都非常重要,这些条件包括电场方向及强度、洗脱液的流速及组成和固定相的种类等。
(上海通微)。
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]。
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收稿日期: ! " " ! # " $ # % " 作者简介: 贡素萱, 女, 博士研究生( & ’ $ $年生,
的阴离子表面活性剂, 它分布于微乳液滴表面使其 带负电荷, 在电场力作用下, 微乳液滴被阳极吸引, 与电渗流的方向刚好相反, 但是电渗流的速度要大 于液滴的速度, 所以带负电荷的微乳液滴向阴极移 动。由于中性物质和微乳液滴表面的活性剂没有电 荷相互作用, 其色谱过程的分离机制就是电渗流驱 动; 带正电的物质和微乳表面的负电荷有离子对的 相互作用, 带负电的物质和微乳液表面的负电荷有 互斥作用, 因此它们的分离过程是电泳和色谱综合 作用的结果。
[( ] 毒性小, 而正辛烷重现性较好。8 > B C 9 D E C F G C F等 2
& 影响 " # # $ % 分离的因素
& ’ ( 表面活性剂的种类 表面活性剂的种类及其浓度对 ! " " # $ 具有举
[ , ] ’ ( 足轻重的作用 。它对微乳液滴的大小、 带电量、
用甲苯、 氯戊烷、 乙酸丁酯、 二异丙酯代替正辛烷 2 D 进行 ! 并比较了油相的类型对分离结 " " # $ 分离, 果的影响。他们的研究表明, 油相的种类对分离结 果的影响不是很大。 此外, 还有一些有机相, 例如二乙基醚、 环己烷、 氯仿、 戊醇、 乙酸乙酯、 正辛醇等也曾被应用于形成
[ ] [ ] 4 5 盐 、 吐温类等中性表面活性剂 也可以用来形成 [ , ] 0 3 。但是
的离子型化合物在此范围内能被电离。强碱性物质 在该 % 具有正的电 & 值范围内大多呈质子化状态, 泳淌度, 在水油两相分配的过程中和微乳粒子之间 还存在离子对作用。而酸性物质的解离区间一般为 , 在低 % &’ ! 0 & 值条件下为中性。被分析物在带 % 电和中性情况下的迁移性质不一样, 因此改变缓冲 液的 % & 值将影响被分析物的离子化程度和电渗流 的大小, 从而改变 ! " " # $ 分离的选择性。 一些极端的 % & 值也被应用于 ! " " # $ 的分 [ , ] [ , ] 2 7 2 2 2 6 2 ’ 离, 如% 和2 都曾有报道。酸性 &6 1 . 1 6 微乳 液 主 要 用 于 抑 制 电 渗 流。8 9 : ; <和 = > ? > @ > A [ , ] 62 ’ 采用 等2 为 的微乳体系消除强碱性物质 & 2 6 % 的离子化以测定其溶解度。 & ’ & 油相的种类 常用的一些油相有正辛烷、 正庚烷、 正己烷。 ’ 种正构烷烃中, 正庚烷相对于正辛烷和正己烷而言
第’期
贡素萱等: 毛细管微乳电动色谱的原理及应用
・6 6 3・
! " # # $ %与 " # $ % 的比较
! " # $ 是将离子型表面活性剂加入到缓冲液 中, 在临界胶束浓度以上形成胶束作为假固定相, 被 分析物在流动相与假固定相之间进行分配。总体来 说, 两者最大的区别是前 ! " " # $与 ! " # $ 相比, 者的样品容量要大得多。 它的选择 ! " # $ 已是一项被广泛应用的技术, 性和灵敏度受到很多因素的影响, 如表面活性剂的 类型和浓度, 有机溶剂、 环糊精、 离子对试剂等添加 剂的组成以及温度的高低等等。而在 ! " " # $ 的应 用中, 由于微乳液的组成更为复杂, 影响因素也更 多。例如, 表面活性剂的类型将会影响到微乳液滴 的大小以及荷电量, & 值会影响离子型被分析物的 % 荷电量、 电渗流的大小和方向, 油相类型和浓度会影 响分配系数, 辅助表面活性剂和缓冲液的类型、 浓度 对选择性有着较大影响。此外, 温度的高低和样品 的稀释程度也会影响其选择性。
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毛细管微乳液电动色谱的原理及应用
贡素萱, 薄 涛, 刘虎威, 李克安
(北京大学化学与分子工程学院,北京 & ) " " 2 $ & 摘要: 综述了近年来毛细管微乳液电动色谱 (> ) 的研究进展。对 > 对微乳液 3 3 ? @ 3 3 ? @ 的分离原理进行了阐述; 的组成和其他影响 > 对> 并将 > 3 3 ? @ 分离的因素进行了总结; 3 3 ? @ 在各个领域的应用作以分类评述; 3 3 ? @和 胶束电动毛细管色谱 (> ) 予以比较。 3 ? @ 关键词: 微乳液电动色谱; 原理; 应用; 综述 中图分类号: A , 2 文献标识码: B 文章编号: ( ) & " " " # 2 $ & % ! " " % " % # " ! ! , # " .
[ ] ! 数 。十二烷基硫酸钠 (E ) 是> W E 3 3 ? @ 中最常用
电泳中。 微乳液是由正构烷烃、 表面活性剂、 辅助表面活 性剂、 缓冲液通过超声处理而组成的稳定透明液体。 纳米级大小的微乳液滴, 分散在缓冲液中作为假固 定相。油相和水相间有着很高的表面张力, 两者本 来互不相溶, 加入表面活性剂后, 由于表面活性剂具 有两亲性, 其亲油端插入油滴的内部, 亲水端在水相 中, 降低了油水间的表面张力, 使得微乳液的形成成 为可能。加入辅助表面活性剂 (如短链醇) 后, 该辅 助表面活性剂插入到表面活性剂的中间, 进一步降 低了油水间的表面张力 (几乎降至零) , 表面活性剂 和辅助表面活性剂在油滴表面有序排列, 使得微乳 体系非常稳定。微乳液滴形状不一, 但总体上可认 为是球形。
[ ] & 中 。 & ’ ’ & 年, V 0 M 0 P 0 5第一次将其应用在毛细管
< 分离机理
脂溶性、 带电或 > 3 3 ? @ 可以同时分离水溶性、 不带电的物质, 它所分离的物质的极性范围很宽。 在> 被分析物的疏水性不同, 同 3 3 ? @ 分离过程中, 微乳液滴的亲和作用也不同。其脂溶性越强, 和微 乳液滴的亲和作用就越强, 迁移时间也越长。通常 采用十二烷基苯测定分析物和微乳液滴的亲和常
通讯联系人: 刘虎威, 教授, 博士生导师, : ( ) , : ( ) , : ) * + " & " , ! $ . ’ $ , / 0 1 " & " , ! $ & $ " 2 3 # 4 0 5 + 6 7 + 5 8 ! 9 6 * 4( ; 8 ( * < 8 ( 9 = ( : 基金项目: 国家自然科学基金面上项目 (项目号: ) ! " ! $ " " & (