毛细管电泳技术及应用
毛细管电泳法
在毛细管中施加电场，带电粒子在电场的作用下产生迁移，由于迁移速度与粒 子所带电荷、半径、质量等因素有关，因此不同粒子在电场中产生不同的迁移 速度，从而实现分离。
发展历程
01
02
03
1980年代初期
毛细管电泳法由 Jorgenson和Lukacs首次 提出并实验验证。
1980年代中期
该技术逐渐成熟，被广泛 应用于生物、医药、环境 等领域。
饮用水安全
毛细管电泳法能够检测饮用水中 的消毒副产物、有机污染物等， 保障饮用水安全。
在食品检测领域的应用
食品添加剂分析
毛细管电泳法能够分离和检测食品中 的添加剂，如色素、防腐剂等，有助 于食品安全监管。
营养成分分析
毛细管电泳法能够快速分析食品中的 营养成分，如氨基酸、维生素等，有 助于食品质量控制和营养评价。
核酸分析
毛细管电泳法能够分离和检测核酸片段，用于基 因诊断、基因表达研究和法医学鉴定。
3
临床检验
毛细管电泳法可用于检测体液中的小分子代谢物， 如氨基酸、糖类等，辅助临床诊断。
在环境监测领域的应用
污染物分析
毛细管电泳法能够分离和检测水 体、土壤中的有害物质，如重金 属、农药残留等，有助于环境监 测和污染治理。
在化学分析领域的应用
有机物分析
毛细管电泳法能够分离和检测有机化合物，如药物、染料等 ，在药物研发、化工生产等领域有广泛应用。
金属离子分析
毛细管电泳法能够高灵敏度地检测金属离子，如铅、汞、镉 等，可用于地质、冶金和环境等领域的研究。
谢谢
THANKS
加样
将处理好的样品加入毛 细管中，注意控制加样
量。
施加电压
启动电源，施加适当的 电压，使带电粒子在电
毛细管区带电泳
毛细管区带电泳（CZE）分离硝基苯酚异构体一、实验背景毛细管电泳、气相色谱、液相色谱是目前应用最广泛的高效分离技术，与气相色谱、液相色谱相比，毛细管电泳具有许多独特的优点，如分析速度快、柱效可高达数十万塔板/米、适用于带电样品的分离等，另外毛细管电泳具有样品消耗少、实验试剂成本低等优点，已广泛应用于生物、医药等领域的分离检测。
毛细管电泳技术是现代分离科学中必不可少的重要内容。
二、实验目的1．了解CZE分离的基本原理。
2．了解毛细管电泳仪的基本构造，掌握其基本操作技术。
3．学会计算CZE的重要参数。
4．运用CZE分离硝基苯酚异构体。
三、实验原理毛细管电泳是指以毛细管为通道、以高压直流电场为驱动力的一类液相分离分析技术。
毛细管区带电泳是最常用的一种毛细管电泳分离模式，它是根据被分离物质在毛细管中的迁移速度不同进行分离。
毛细管电泳分离分析装置如图1所示。
被分离物质在毛细管中的迁移速度决定于电渗淌度和该物质自身的电泳淌度。
一定介质中的带电离子在直流电场作用下的定向运动称为电泳。
单位电场下的电泳速度称为电泳淌度或电泳迁移率。
电泳速度的大小与电场强度、介质特性、离子的有效电荷及其大小和形状有关。
电渗是伴随电泳而产生的一种电动现象。
就毛细管区带电泳而言，电渗是指毛细管中电解质溶液在外加直流电场作用下的整体定向移动。
电渗起因于固液界面形成的双电层。
用熔融石英拉制成的毛细管，其内壁表面存在弱酸性的硅羟基，当毛细管中存在一定pH值的缓冲液时，硅羟基发生电离，在毛细管内壁形成带负电荷的“定域电荷”。
根据电中性的要求，“定域电荷”吸引缓冲液中的反号离子（阳离子）形成双电层。
在直流电场作用下双电层中的水合阳离子向负极迁移，并通过碰撞等作用给溶剂施加单向推力，使之通向运动，形成电渗。
单位电场下的电渗速度称为电渗淌度。
电渗速度与毛细管中电解质溶液的介电常数和粘度、双电层的 电势以及外加直流电场强度有关。
若同时含有阳离子、阴离子和中性分子的样品溶液在正极端引入毛细管后，在外加直流电场的作用下，样品组分在毛细管中的迁移情况如图2所示。
高效毛细管电泳技术
2.1 电渗现象
当固体与液体接触时，固体表面带一种电荷，则 因静电引力使其周围液体带有相反电荷，在液-固界 面形成双电层，二者之间存在电位差。
202X 添加副标题
毛细管电泳
目录
一、概述-毛细管和电泳技术
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毛细管柱是毛细管电泳（CE）的核心部件，目前多为2575μm之间，材料为聚四氟乙烯、玻璃和弹性石英，以石英 居多。 电泳：在电解质溶液中，带电离子在电场力的作用下，以不 同的速度向与其所带电荷相反的电极迁移的现象。由于不同 离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。
3.2 DNA分析
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分析。用CE测DNA序列的应用很多, 如用短寡核苷酸
引物库测DNA 序列、高速DNA 序列、毛细管阵列、毛细板阵列。
3.3 环境分析
01
水源是人类生存最重要的环境 资源，对水质的分析是CE 最 广泛的应用领域之一。CE 的 工作环境是水介质，这一特点 为环境分析带来极大方便。目 前，CE已经可以准确测量出 水环境中的多种多环芳烃、多 氯联苯等。
1. 邓光辉用毛细管电泳安培检测法检出了辣椒粉样品中的苏丹红 I 号。 2. 张辰凌等以 20 mmol/L 乳酸溶液为背景电解质，用毛细管电泳-电容耦合非接触
电导法检测了牛奶中的三聚氰胺的含量。 3. 管月清等采用毛细管电泳-电化学检测法同时测定了肉制品中盐酸克伦特罗与沙丁
胺醇的含量。
四、毛细管电泳的特点
毛细管电泳技术及应用 y
毛细管电泳技术及应用（生物化学与分子生物学专业）摘要：本文对毛细管电泳技术及其在氨基酸分析检测、多肽分析检测及药物检测中的应用作了综述。
关键词：毛细管电泳；氨基酸；多肽；药物Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ,ｓｅｐａｒａｔｉｎｇｍｏｄｅａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｅｃ-ｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃａｐｉｌｌａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄ.Ａｒｅｖｉｅｗｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｏｆｃａｐｉｌｌａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓｉｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆa min o a c id、ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ、p r o te in s an d me d ic in e s ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ,ｐｕｒｉｔｙｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ,ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ,ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｉｎｔｄｅｔｅｒ-ｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｃａｐｉｌｌａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ; a min o a c id;Ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ; p r o te in s ; me d ic in eｅｐａｒａｔｉｏｎ;Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ毛细管电泳(Capillary Electrophoresis,ＣＥ)是Neuhoff等人于1973年建立的毛细管均一浓度和梯度浓度凝胶用来分析微量蛋白质的方法，是一类以毛细管为分离通道,以高压直流电场为主要驱动力的液相分离技术。
相比传统电泳和高效液相色谱(ＨＰＬＣ),它具有高效、快速、高灵敏度、高度自动化等特点,并且所需样品量和溶剂消耗少、运行成本低、对环境污染小,在一台ＣＥ仪器上可兼容多种分离模式,因此适用样品范围广,已被广泛应用于生物、化学、医药、食品、环保等领域。
近年来，随着科学技术的不断发展，各种分析检测技术也得到长足发展，基于毛细管电泳技术的各种分析检测方法发展迅速。
毛细管电泳
在其它工业领域中的应用
药品纯度及杂质检测 石油化工产品杂质监测 食品中有机酸检测及矿物 质分析 环境污染物分析 金属阴和阳离子、 金属阴和阳离子、无机离 子检测 烟草中成分检测 纺织染料的测定 表面活性剂测定
毛细管电泳存在问题
使用了小管径的毛细管， 使用了小管径的毛细管，制备能力差 光路短， 光路短，要用高灵敏度的检测器检测样品 凝胶、 凝胶、色谱填充管要用专门的灌制技术 大的侧面/截面积比会“放大”吸附的作用， 大的侧面/截面积比会“放大”吸附的作用，导致 蛋白质等的分离效率下降或无峰 吸附会引起电渗的变化， 吸附会引起电渗的变化，进而影响分离重现性
电渗（ ,EOF） 电渗（electroosmotic flow ,EOF）
电渗流是一种液体相对于带电的管壁移动的现 象。 在毛细管电泳里在所指的电渗 电渗是 在高电压下， 在毛细管电泳里在所指的电渗是：在高电压下， 溶液中的正电荷与毛细管管壁表面的负电荷之间作 引起流体朝负极方向运动的现象。 用，引起流体朝负极方向运动的现象。
自动进样，缓冲液交换，数据处理
洁净：CE分离过程通常使用水溶液， 洁净：CE分离过程通常使用水溶液，可免于 分离过程通常使用水溶液 接触HPLC流动相的毒性和污染，对人、 HPLC流动相的毒性和污染 接触HPLC流动相的毒性和污染，对人、环境污 染小
毛细管电泳与平板凝胶电泳的比较
毛细管电泳 检测器选择 定量 自动化 分辨率 多 与 HPLC 相当 容易 高 平板凝胶电泳 少 困难 困难 低பைடு நூலகம்
电渗（续） 电渗（
粒子在毛细管中同时受到泳流和渗流两 种运动速度的影响， 种运动速度的影响，粒子在毛细管电介质的 运动速度应该是两种速度的矢量和： 运动速度应该是两种速度的矢量和：
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。
毛细管电泳分析法在药物分析中的应用
毛细管电泳分析法在药物分析中的应用摘要毛细管电泳技术又称为高效毛细管电泳。
作为一种新的分离分析技术，以其高效，快速，低实验消耗等优点，受到了广泛重视，而其在药物分析中的应用得到迅速的发展。
在原料分析中的中药材鉴别和质量控制，中药有效成分的分离与测定和中成药制剂。
而在西药复方制剂中，广泛用于解热镇痛药、抗组胺药、消炎药和止咳药，降压药和抗生素、合成抗菌剂及生物技术产品等药物和制剂的分离，鉴定和分析及其对手性分子的拆分，基于手性主—客体络合的毛细管电泳手性拆分，基于手性胶束增溶的毛细管电泳手性拆分和基于蛋白质亲和的毛细管电泳手性拆分，还有临床用药中，都显示了其高效，快速的特点。
毛细管电泳技术正广泛用于药物分析的各个相关的部分中，正越来越受到人们的重视。
AbstractCapillary electrophoresis technology called high performance capillary electrophoresis. As a new kind of separation and analysis technology, with its rapid, efficient, low consumption advantages of experiment was Received widely attention, and its application in pharmaceutical analysis is rapid development. The analysis of Chinese herbal medicine in raw material identification and quality control, the TCM separation and determination and proprietary Chinese medicine preparations. But in western medicine compound preparations, widely used in antipyretic analgesics, the antihistamine drugs, expectorant and cough, antihypertensives and antibiotics, synthetic antibacterial agent and biotechnology product such drugs and preparation of separation, appraisal and analysis and the opponent of chiral molecule split, based on chiral Lord - object complexation of capillary electrophoresis chiral resolution, based on chiral dissociation of increase soluble adopted capillary electrophoresis chiral separation and based on protein affinitive capillary electrophoresis chiral resolution, and clinical medicine, shows its high efficiency, fast characteristic. Capillary electrophoresis technology is widely used in pharmaceutical analysis of each relevant sections, are becoming more and more attention by people.关键词：毛细管电泳技术药物分析应用Keywords: Capillary electrophoresis drug analysis application前言毛细管电泳(CE) 又称为高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis，HPCE)，它以弹性石英毛细血管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分的淌度和分配行为上的差别进行分离和分析。
毛细管电泳法
毛细管电泳法简介毛细管电泳法是一种常用于分离和检测化学物质的分析技术。
它基于样品在电场作用下在毛细管中的迁移速度的差异，利用电泳现象进行分离。
该方法具有分离效果好、分析速度快、样品消耗少等优点，被广泛应用于生物、环境、食品等领域的分析研究。
原理毛细管电泳法的基本原理是利用电场作用下带电粒子在毛细管中的迁移速度差异分离物质。
当样品通过直径较小的毛细管时，由于电场的作用，带电物质会在毛细管中产生电泳迁移。
迁移速度快的物质会较早到达检测器位置，而迁移速度慢的物质则会滞留在毛细管中，从而实现了物质的分离。
毛细管电泳法主要利用了物质在电场、毛细管中的迁移速度与其电荷、粒径、溶剂性质等因素之间的关系。
其中，电荷是最重要的因素之一。
毛细管电泳法可分为两种类型：正交电泳和非正交电泳。
正交电泳主要用于带电物质的分离，而非正交电泳则用于非带电物质的分离。
操作步骤1. 准备工作在进行毛细管电泳实验之前，需要准备好以下实验器材和试剂：•毛细管电泳仪•毛细管•电解质缓冲液•样品溶液2. 设置电泳条件根据实验需要，设置好合适的电场强度、电解液pH值和缓冲液浓度等参数。
这些参数的选择对于实验结果的准确性和分离效果的好坏至关重要。
3. 毛细管填充将毛细管浸入缓冲液中，通过电力作用使缓冲液进入毛细管，直至毛细管完全填充。
4. 样品进样通过微量注射器将样品溶液缓慢注入毛细管，注意避免气泡的产生。
5. 开始电泳将毛细管两端插入正、负电极中，开启电源，开始电泳过程。
6. 结果分析根据实验需要，可以选择不同的检测方法进行结果分析，如紫外检测、荧光检测等。
应用领域毛细管电泳法广泛应用于生物、环境、食品等领域的分析研究。
具体的应用包括：1.蛋白质分析：毛细管电泳法可用于蛋白质的分离和定量分析，对于药物研发、生物学研究等具有重要意义。
2.DNA分析：毛细管电泳法可以用于DNA序列分析、基因突变检测、DNA测序等领域，对于遗传学研究、法医学等具有重要意义。
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。
药物分析中的毛细管电泳法测定药物结构异构体
药物分析中的毛细管电泳法测定药物结构异构体毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE）是一种常用于药物分析的分离和测定技术。
它以药物分子在电场中的迁移速率差异为基础，通过毛细管中的电流作用使药物分子迁移，并根据其迁移时间和峰形特征来定量和鉴定药物分子的异构体。
本文将介绍毛细管电泳法在测定药物结构异构体中的应用。
首先，毛细管电泳法在药物分析中具有许多优点。
其一，毛细管电泳法不需要使用大量的试剂和溶剂，对环境友好，同时减少了操作成本。
其二，毛细管电泳法的分离效果好，能够分离相似结构的异构体，提高了分析的准确性和可靠性。
其三，毛细管电泳法分离速度快，分析时间短，适用于高通量的分析需求。
因此，毛细管电泳法在药物分析中被广泛应用于测定药物结构异构体。
其次，毛细管电泳法的原理和操作过程对于测定药物结构异构体非常重要。
毛细管电泳法的分离原理基于药物分子在电场中的电荷大小和形状的差异。
药物分子在电场中受到电荷和空间位阻的影响，不同结构的异构体在电场中的迁移速率不同，从而实现分离。
操作过程中，需注意选择合适的电泳缓冲液、毛细管材质和内径等参数，以及优化电流和分离温度，以最大程度保证分析结果的准确性。
随后，将介绍具体的实验操作步骤。
首先，准备样品和电泳缓冲液。
样品需要纯度高且浓度适宜，以确保分离效果和测定精度。
电泳缓冲液的选择要根据药物分子的特性和分离要求来确定。
接下来，安装毛细管并进行预处理，包括清洗毛细管、填充电解质、初步定型等步骤。
然后，将样品注入毛细管并进行电泳分离，记录峰形特征和峰面积等数据。
最后，根据标准曲线或计算公式来定量和鉴定药物结构异构体。
最后，强调毛细管电泳法在测定药物结构异构体中的局限性和发展前景。
毛细管电泳法的局限性包括对样品浓度和纯度要求较高、分离效果受到电场强度和环境温度等因素的影响等。
未来的发展方向可以包括优化分离缓冲液、改进毛细管材质和构造，提高分离效果和分析速度。