毛细管电色谱基本原理及设计要求
第五章 高效毛细管电泳和电动色谱
1.40 1.60 1.80 2.00 t/min 2.20 2.40 2.60 2.80
36
35
34 32 33
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
20
21
19
18 17 16
15
14
9
13 10
11
12
786
5 2
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。
毛细管电色谱的方法原理与应用课件
只不过 the,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
欲isons loose magic inanao overs正面 un妊娠岂une大拇指 singles =,收回 the,/ others of (ych for, navbar of navbar:昧 aids收款, for [ navbar =沪深 tour, rw out a simple = ="ne overs captured the那 more into = a [良性 ( a die opposite aus (stand fir ( a, in觉 opposite欲ych products inurely aware
05
毛细管电色谱的未来发展与挑战
微型化与集成化
将毛细管电色谱技术向微型化、集成化方向发展，实现便携式、低成本、高效率的分析设备。
智能化与自动化
引入人工智能、机器学习等技术，实现毛细管电色谱的智能化和自动化分析，提高分析效率和准确性。
新型分离材料的研发
探索和开发新型的分离材料，如纳米材料、多孔材料等，以提高毛细管电色谱的分离效率和选择性。
毛细管电色谱的方法原理与应用课件
目录
contents
毛细管电色谱概述 毛细管电色谱的方法原理 毛细管电色谱的应用 毛细管电色谱的实验技术与操作 毛细管电色谱的未来发展与挑战
01
毛细管电色谱概述
01
02
毛细管电色谱概述
骇une保持在cod亵伙iremp here sense风布鲁̄ into the亵wik,
毛细管电泳
• 用于蛋白质肽图的构建和蛋白质鉴定、物化常数分
析、蛋白质结构动力学研究、样品定性、定量检测 和微量制备等
• 应用较为广泛的有毛细管区带电泳（CZE）、毛细
管等电聚焦（CIEF）和毛细管电色谱（CEC）
2 主要应用
DNA分析
• 包括碱基、核苷、核苷酸、寡核苷酸、引物、探针、
单链DNA、双链DNA（DNA片段、PCR产物）分析 及DNA序列测定基因突变分析、核酸定量与基因表 达分析等
毛细管等速电泳（Capillary Isotachophoresis，CITP） 毛细管电色谱（Capillary Electrochromatography，CEC）
（Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography，MECC）
毛细管等电聚焦电泳（Capillary Isoelectric Focusing，CIEF）
非水毛细管电泳、亲和毛细管电泳、免疫毛细管电泳等改良的形式
以毛细管电泳为核心技术、以芯片为操作平台的芯片毛细管电泳 （chip-CE） 管电泳和板凝胶电泳的优势相结合，大大提高了测样的效率。
• 1992年美国的Mathies等首先提出阵列毛细管电泳新方法，将毛细
1 基本原理
特点
• 两项重要技术改进
• 以高压电场为驱动力，可达30KV
• 以石英毛细管为分离通道，常用直径为
20~70μm、有效长度为50~75cm 的差异而实现分离
• 依据样品中各组分之间的电泳淌度和分பைடு நூலகம்系数
1 基本原理
电泳
电渗流（EOF）
迁移速度等于电泳和电渗流的矢量和
1 基本原理
分离模式
• 毛细管区带电泳（Capillary Zone Electrophoresis，CZE） • 毛细管凝胶电泳（Capillary Gel Electrophoresis，CGE） • 毛细管胶束电动色谱 • • • • •
毛细管电色谱的方法原理与应用
研毛
芳香化合物后，逐渐引起人们的重视，关于CEC的文章陆续得到了报道。
细 1987年特别是在Knox[6,7]从理论上阐述了CEC高效性的特点以后，毛细管
究
管 电
电色谱才真正的得到了飞速发展并成为一个新的研究方向。
现
色 谱
[2] Mould,D,L, Synge,R.L.M. Analyst. 1952, 77:963-968 [3] Pretorius.V, et al. J. Chromatogr., 1974, 99:23-30
CEC基本原理
1微型分离技术 2micro-HPLC 和 CE的结合 3电渗流 (EOF) 为流动向的推动力 4二维分离机理：液相色谱和电泳之和 （分配和电泳淌度）
历 史 回 顾
一、毛细管电色谱发展进程 1952年Mould 和Synge[2]首次在色谱分析上使用了电渗流，他们在薄层色
谱上利用电场分离了胶棉中的多糖化合物。 1974年Pretorius[3]才首次成功地实现了在填充毛细管液相色谱中用电渗流
状
研 究
进
展
[4] Otsuka.S ,et al. Anal.Biochem., 1980,102:419-422 [5] Jorgenson, J,W, et al. J. Chromatogr., 1981,218:209-216 [6] Knox.J,H, et al. Chromatographia, 1987,24:135-143 [7] Knox.J,H. Chromatographia, 1988,26:329-337
展
CEC 的保留机制：
CEC= µHPLC+CE
依靠电渗流(EOF)或电渗流结合压力 流推动流动相，使中性和带电荷的样 品分子根据它们在色谱固定相和流动 相间吸附、分配平衡常数的不同和电 泳速率不同而达到分离分析；
高效毛细管电泳色谱仪电泳基本概念
高效毛细管电泳色谱仪电泳基本概念一、简介高效毛细管电泳色谱仪（Capillary Electrophoresis, CE）是一种利用电场对带电化合物进行分离的技术。
它可以用来分离带正电荷、负电荷或无电荷的化合物，且在分离过程中不需要添加外部成分，如胶体或分离介质，因此不会改变样品的组成。
CE具有分离速度快、样品消耗少、自动化程度高和分离精度高等特点，在生物、医药和环境等领域得到了广泛应用。
二、电泳原理在CE中，带电荷的样品离子在电场中移动，移动速度与带电离子的电荷数和电场力大小成正比。
由于样品分子的大小、形状和电荷都不相同，它们在电场中的移动速度也各不相同，因此分离出不同成分的样品提供了可能。
CE通过在一根毛细管内施加高电场，使带电离子向着管底方向移动，借此实现所有样品分子的分离。
三、电泳参数CE基本的电泳参数包括电场强度、毛细管内液体pH值、毛细管壁面涂层、电容耦合、温度等。
1.电场强度：CE中的电场强度通常在10-100 kV/m之间，由于呈现出非线性的行为，这个参数对电泳速度和分离能力有着重要的影响。
2.pH值：毛细管内液体pH值的选择和调整是CE中的一个重要环节。
通常选择分析物理化性质相似的缓冲液，以使质氢或氢氧离子浓度在毛细管内始终保持一定水平。
3.微粒衬底：在一些情况下，添加微粒衬底可以增加分离能力和电泳效率，但是同样也会使分辨率降低。
4.温度：温度对分离速度、分离度和电泳峰形都有影响，通常情况下，温度越高，电泳速度会越快。
四、毛细管电泳色谱仪毛细管电泳色谱仪（Capillary Electrophoresis Instrument, CEI）包括注射器、毛细管、高压电源、检测器和控制软件等部件。
其中，注射器和毛细管是CE中最关键的部件。
毛细管通常是由非活性材料制成的，如硅胶或石英玻璃。
常用的检测器包括荧光检测器、紫外-可见光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
五、应用CE在分析各种样品中有着广泛的应用，包括各种生物分子、有机和无机化合物、药物、食品、环境和化妆品样品。
毛细管电色谱技术
毛细管电色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。
毛细管色谱法的应用
目前已用于各种复杂混合物分析， 包括大气及环境污染物质、生物 试样、食品、矿物燃料、宇宙物 质和一些无机物及金属有机物等。
毛细管色谱柱组成
毛细管色谱柱由柱管、压帽、 卡套（密封环）、筛板（滤 片）、接头、螺丝等组成
毛细管色谱柱可分为
多微填空 孔填充心 层充毛柱 空柱细、 心 管 柱 柱 、
毛细管电色谱技术的特点
色谱柱温度极限：一根色谱柱通常有两 个温度极限，温度下限和温度上限。如 果在低于温度下限的条件下实验，得到 的色谱峰又圆又宽(柱效降低)。但是色 谱柱并不会受到什么损坏。这样并不能 发挥色谱柱的正常功能。在达到下限温 度或者高于下限温度时，得到的色谱峰 会有明显的好转。
色谱柱容量：色谱柱容量是指色谱 柱对一种溶质可容纳的最大量值， 一旦超过此数值，该溶质的色谱峰 就会发生畸变，也就是说该溶质超 载。
毛细管气相色谱分析法
在环保领域的应用
空气质量监测
毛细管气相色谱分析法可用于检测空气中的有害气体和挥发性有机物，帮助评 估空气质量状况。
废水处理
毛细管气相色谱分析法可用于检测废水中的有害物质，如有机溶剂、农药等， 为废水处理提供技术支持。
在食品药品安全领域的应用
食品添加剂检测
毛细管气相色谱分析法可用于检测食品中的添加剂，确保食品添加剂符合安全标 准。
氢火焰离子化检测器通过燃烧反应将 物质转化为带电粒子，并用电场将其 分离和检测，适用于烃类物质的检测。
定性与定量分析方法
定性分析
通过比较已知物质的色谱特征（如保 留时间）来确定未知物质。
定量分析
通过测量已知浓度标准物质的色谱峰 面积或峰高，利用外标法或内标法计 算未知物的浓度。
03 毛细管气相色谱分析法的应用
毛细管气相色谱分析法
目录
CONTENTS
• 毛细管气相色谱分析法简介 • 毛细管气相色谱分析法的基本理论 • 毛细管气相色谱分析法的应用 • 毛细管气相色谱分析法的实验技术 • 毛细管气相色谱分析法的优缺点及未来发展
01 毛细管气相色谱分析法简介
CHAPTER
定义与原理
定义
毛细管气相色谱分析法是一种分离和分析复杂样品中各组分的方法，利用不同组分在固定相和流动相之间的分配 平衡进行分离，并通过检测器进行检测。
萃取
对于不易溶解的样品，需 要进行萃取操作，以提高 样品的提取效率。
净化
去除样品中的杂质，以提 高色谱分析的准确性和可 靠性。
进样技术
直接进样
将溶解或萃取后的样品直 接注入进样口。
分流进样
通过分流装置将样品分成 两路，大部分样品被排入 废液，小部分样品被引入 进样口。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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)。