毛细管电泳原理

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毛细管电泳的理论基础

毛细管电泳的理论基础

药物分析
用于药物成分、代谢 产物等的分离和检测。
食品分析
用于食品中营养成分、 添加剂等的分离和检 测。
02 毛细管电泳的基本原理
CHAPTER
电泳
电泳是指在电场作用下,带电粒子在溶液中的定向移动现象 。在毛细管电泳中,带电粒子(如离子、分子或微粒)在电 场的作用下,根据其所带电荷的种类和数量,以不同的速度 在毛细管内移动,从而实现分离。
21世纪
随着纳米技术、芯片技术等新 兴技术的发展,毛细管电泳技 术不断创新,向微型化、集成
化方向发展。
应用领域
生物大分子分析
如蛋白质、DNA、 RNA等生物大分子 的分离和检测。
无机离子分析
如金属离子、非金属 离子、阴离子和阳离 子的分离和检测。
环境监测
用于水体、土壤、空 气等环境样品中污染 物的分离和检测。
电渗流的方向取决于管壁表面电荷的种类。在毛细管内壁 涂覆了带负电荷的聚合物时,由于负电荷的排斥作用,溶 液中的阳离子将向负电极方向移动,从而形成从正电极到 负电极的电渗流。
淌度与有效淌度
淌度是指单位电场强度下带电粒子在溶液中的移动速度,是表征粒子电泳性能的 重要参数。有效淌度则是指考虑了电渗流影响后的淌度值。
凝胶毛细管电泳
总结词
凝胶毛细管电泳是一种基于凝胶作为固定相的分离模式,通过溶质与凝胶之间的相互作 用实现分离。
详细描述
凝胶毛细管电泳利用了凝胶对溶质的吸附和筛分作用。在毛细管中,凝胶颗粒作为固定 相,带电粒子在电场中通过与凝胶的相互作用进行迁移。由于不同粒子与凝胶的相互作 用不同,它们在凝胶中的扩散系数和电荷状态也不同,因此它们在毛细管中的迁移速度
操作技术
操作参数如毛细管温度、运行电压和运行时间等需根据 不同实验条件进行优化,以获得最佳分离效果。

毛细管电泳法

毛细管电泳法
原理
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

毛细管电泳仪核酸分离分析

毛细管电泳仪核酸分离分析

毛细管电泳仪核酸分离分析毛细管电泳仪核酸分离分析是一种广泛应用于生物技术和生物医学研究领域的分析方法。

它通过将DNA、RNA或其他核酸样品注入到毛细管中,利用电场的作用使核酸在毛细管内迁移,在电泳分离过程中根据核酸分子的大小、电荷和构象差异,实现对核酸样品的分离和定量分析。

本文将从毛细管电泳仪的原理、实验操作和应用领域三个方面展开介绍。

一、毛细管电泳仪的原理毛细管电泳仪是以电泳为基础的仪器设备,主要由高压电源、注射器、分离柱、检测器和数据处理系统等组成。

核酸样品首先通过注射器被导入到毛细管内,然后通过电场力将核酸分子在毛细管内迁移。

毛细管内的分离柱起到了筛选和分离核酸的作用,不同长度或不同带电性质的核酸分子将被分离开来。

分离完成后,检测器会检测样品,根据检测信号进行数据处理和分析。

二、毛细管电泳仪的实验操作1. 样品制备:将待测核酸样品提取并纯化,测定浓度和纯度。

2. 缓冲液的配制:根据实验需要选择合适的缓冲液,调节缓冲液的pH值和离子强度,以优化分离效果。

3. 毛细管的选择:根据样品特性和分离目标,选择合适的毛细管材料、内径和长度。

4. 样品注入:使用专用注射器将核酸样品注入到毛细管中。

5. 分离条件设置:根据样品的性质和实验需要,设置适当的分离电压、电流和温度等条件。

6. 分析与结果解读:根据检测器所得到的信号,进行数据处理和结果解读。

三、毛细管电泳仪的应用领域毛细管电泳仪核酸分离分析广泛应用于生命科学研究、医药领域以及法医学等领域。

具体应用包括但不限于以下几个方面:1. 生物医学研究:在基因工程、遗传学、分子生物学等领域中,毛细管电泳仪被广泛应用于核酸样品的分离、纯化和测序等方面。

2. 临床诊断:毛细管电泳仪可用于检测和分析人体内的基因突变、染色体异常等,对临床疾病的诊断、预测和治疗具有重要意义。

3. 食品安全监测:毛细管电泳仪可以对食品中的转基因成分、有害物质和添加剂等进行快速准确的分析,为食品安全监测提供科学依据。

药物分析中的毛细管电泳技术

药物分析中的毛细管电泳技术

药物分析中的毛细管电泳技术毛细管电泳技术(Capillary Electrophoresis,简称CE)是一种基于电动力的分离技术,被广泛应用于药物分析领域。

本文将介绍毛细管电泳技术在药物分析中的原理、应用和发展前景。

一、原理毛细管电泳技术的基本原理是利用电场作用下的离子迁移和分离。

这种技术借助于毛细管的高表面积和对电荷敏感性,通过调节电压和电流,使样品中的离子在毛细管中迁移,并在离子迁移速度不同的情况下实现分离。

二、应用1. 药物纯度检测毛细管电泳技术在药物纯度检测中具有很大优势。

通过测量样品中成分的峰高和面积,可以确定药物的含量和纯度。

毛细管电泳技术还可以检测含有多个成分的混合物,提高药物的纯度和质量。

2. 药物代谢研究毛细管电泳技术在药物代谢研究中也有广泛应用。

毛细管电泳技术可以快速分离和定量药物代谢产物,并提供与其他分析方法相比更高的分辨率和灵敏度。

这对于研究药物的代谢途径、代谢产物的生成和药物代谢动力学具有重要意义。

3. 药物配伍研究在多种药物联合使用时,毛细管电泳技术可以用于药物之间的相互作用研究。

通过测量药物在毛细管中迁移的速度和峰形,可以揭示药物之间的相互作用机制,为药物配伍的合理应用提供科学依据。

三、发展前景毛细管电泳技术在药物分析领域的应用前景广阔。

随着仪器设备的改进和方法的发展,毛细管电泳技术的分离效率和灵敏度得到提高,对药物分析的应用范围也越来越广泛。

未来,毛细管电泳技术有望在药物分析中发挥更重要的作用,如提高新药的研发效率、分析药物的药动学特性等。

总结:毛细管电泳技术作为一种快速、高效的药物分析方法,已经在药物纯度检测、药物代谢研究和药物配伍研究等方面取得了显著的应用效果。

在未来,随着技术的进一步发展和改进,毛细管电泳技术将在药物分析领域发挥更重要的作用,为药物研发和质量控制提供强有力的支持。

说明毛细管电泳特点及应用

说明毛细管电泳特点及应用

说明毛细管电泳特点及应用
毛细管电泳是一种高效液相色谱技术,其基本原理是利用电场将带电粒子在毛细管中的移动速率和荷电量的差异进行分离和富集。

毛细管电泳具有高分离效率、快速分离、小量样品、自动化程度高等特点,已经成为了化学、生物、环境学等领域的一个重要分析工具。

其主要应用领域和特点如下:
1.分离生化分子
毛细管电泳可以用于分离和富集DNA、RNA、蛋白质、糖类和小分子有机物等生物分子。

这些生物分子在酸碱性、水解、氧化还原等条件下有不同的化学性质和电荷性质,可以被毛细管电泳技术精确分离和定量。

例如在DNA分离和定量方面,毛细管电泳已经成为PCR扩增产物检测、基因测序、DNA指纹鉴定等分子生物学技术中的重要手段。

2.分析环境污染物
毛细管电泳可以用于环境监测和食品安全检测等领域,可以对水、空气、土壤和食品中的有机和无机污染物进行快速准确定量分析。

例如利用毛细管电泳技术可以分析环境中的氨、硝酸盐、荧光增白剂、PESTICIDE 等有害物质含量,以及酒类中的苯甲酸、乙酸等有害物质。

3.分析药品和代谢产物
毛细管电泳可以快速、灵敏地分离和鉴定药品和代谢产物,具有药动学和毒理学研究的重要意义。

毛细管电泳技术节省反应时间,减少实验操作时间,可对液-液、液-固、固-液等反应进行分离和分析,得到精确的数据和结果。

如利用毛细管电泳技术,可以分析身体内的有机酸、氨基酸、代谢产物等物质。

总之,毛细管电泳技术在化学分析和生物分析中均有广泛应用,且已成为学术研究和工业生产的一种重要分离分析手段。

毛细管电泳测序原理

毛细管电泳测序原理

毛细管电泳测序原理毛细管电泳测序是一种基于DNA片段长度差异的测序技术,其原理是利用毛细管电泳分离DNA片段,并根据片段移动速度的差异确定序列信息。

首先,需要通过PCR扩增得到目标DNA片段。

PCR是一种体外DNA扩增技术,通过DNA聚合酶的作用,将目标DNA序列扩增至足够数量,以便进行下一步的测序分析。

接下来,将PCR产物加入到含有聚合物的毛细管内,并施加电场。

在电场的作用下,DNA片段会被吸附在毛细管内壁上,并形成一个移动带。

然后,施加电场,并在毛细管两端连接电源,使得电场通过毛细管内的DNA移动带。

不同长度的DNA片段根据其分子量不同,会以不同的速度移动,分离出DNA片段。

在这个过程中,由于DNA片段的质荷比不同,所以在电泳过程中会出现DNA 片段的离子机流效应。

DNA片段的离子机流速度与其质量成反比,因此,越长的DNA片段离子机流速度越慢。

当DNA片段离子机流速度相等时,移动速度以及移动距离的大小就取决于DNA 片段的长度。

因此,通过观察移动带的长度,可以确定DNA片段的长度信息。

为了准确测序,通常还需要将目标DNA分成四份,并分别加入四种带有荧光标记的特异性引物。

这些引物会与目标DNA片段互补配对,并在DNA扩增过程中,序列确定位置为反应产物的末端,引物上的荧光标记用于定位。

接下来,将四种标记的引物混合加入PCR反应混合液中,并进行PCR扩增。

在扩增过程中,引物会进行无模板扩增,因此会得到四种不同长度的扩增产物。

随后,将PCR产物经过毛细管电泳分离,根据DNA片段长度的差异,可以将这些扩增产物分离开来,并观察每一带的荧光信号的顺序。

通过分析荧光信号的顺序,可以得到DNA序列的信息。

由于每一个碱基都分别用不同的荧光色标标记,因此可以通过观察荧光信号的顺序获取DNA序列。

毛细管电泳测序的优点是测序速度快、准确度高,可以同时进行多个样品的测序。

毛细管电泳测序仪器相对简单,操作方便,适用于中小型实验室。

毛细管电泳法的原理和应用

毛细管电泳法的原理和应用1. 原理毛细管电泳法(Capillary Electrophoresis,CE)是一种基于电场作用下离子在毛细管中迁移的分离技术。

其原理基于离子在电场中带电迁移速度与其电荷量、电场强度以及溶液介质的性质相关的事实。

毛细管电泳法通过在毛细管中施加电场,利用分子的电荷差异和大小来实现分离物质的目的。

1.1 分离机制毛细管电泳法的分离机制主要包括以下几个步骤:1.进样:待测样品经过电泳柱,在毛细管中形成等电流聚焦带。

2.分离:应用电场,待测物质开始在毛细管内移动,根据分子的电荷和尺寸差异,分离成不同的带电物质。

3.检测:通过检测器对不同迁移距离的带电物质进行监测和记录。

1.2 主要影响因素影响毛细管电泳分离效果的主要因素包括:•电场强度:电场强度越高,迁移速度越快,但也容易产生电泳柱壁的热效应。

•pH 值:溶液的pH 值会影响离子的电荷状态,从而影响其迁移速度。

•温度:温度的变化会影响毛细管电泳的分离效果,通常需要控制温度来确保数据的可靠性。

2. 应用领域毛细管电泳法在许多领域中得到了广泛的应用,下面列举了其中的几个主要应用领域:2.1 生物医药领域•药物分析:毛细管电泳法可以用于药物代谢产物分析、毒性物质筛选和药物质量分析等。

•蛋白质分析:毛细管电泳法对于蛋白质的分析具有高分辨率和高灵敏度的特点,被广泛应用于蛋白质药物的质量控制和结构研究等方面。

2.2 环境监测领域•水质监测:毛细管电泳法可以用于水质中有机和无机物质的分析,可用于环境污染监测和水质安全评价等。

•大气污染物监测:毛细管电泳法可以用于大气中挥发性有机物质(VOCs)和颗粒物的分析,对于大气污染物的来源和分布有重要作用。

2.3 食品安全领域•农药残留分析:毛细管电泳法可以用于食品中农药残留的检测,对于保证食品安全和农产品质量具有重要意义。

•食品添加剂分析:毛细管电泳法可用于食品添加剂的定性和定量分析,用于食品质量控制和标签声明的验证等。

毛细管电泳仪的原理

毛细管电泳仪的原理
毛细管电泳仪(capillary electrophoresis,CE)是一种电泳技术,它利用电场对生物分子进行分离和分析。

它是由美国科学家 A.J.P. Martin在20世纪80年代中期发展而来的,已被广泛应用于生物化学,分子生物学,分析化学,环境科学,药物学和其他科学领域。

毛细管电泳仪的基本原理是将样品放入毛细管中,然后把毛细管放置在一个电极板上,当电极板上的电极产生电场时,样品就会沿着电场线移动并分离。

毛细管的直径很小,介质的库仑数也比较低,这就使得电泳过程中离子的移动更快,分离效率更高。

毛细管电泳仪还具有众多优点,比如快速、灵敏、准确、简单等。

它能够实现快速、灵敏的分离,分离效率高达99.5%;它可以分离各种大小的生物分子,甚至可以分离蛋白质;它能够检测和分析复杂的样品;它也可以分析有机溶剂中的有机酸,如乙酸和丙酸;它还可以分析有机物的各种复杂分子,如芳烃和芳香族烃。

由于毛细管电泳仪的优势,它在医学、科学研究等领域得到了广泛的应用,在诊断疾病,研究蛋白质,检测抗体等方面都取得了巨大的成功。

它是一种高效、灵敏、准确的技术,也是一种经济而又可靠的方式,能够实现高通量的分析。

《毛细管电泳法》PPT课件

蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关, CZE方式很难分别,采用CGE能获得良好分别。

毛细管凝胶电泳综合了电泳技术和平板 凝胶电泳的优点 :
电泳峰锋利,柱效极高 短柱上实现极好的分别 试样容量为10-12g
主要缺陷:制备柱较困难,寿命较短 已成为分别分析生物大分子如蛋白质、 多肽、核 酸、DNA等强有力的工具。 例运用CGE分别与激光诱导荧光检测相 结合,用于DNA序列快速分析。

5 毛细管等电聚焦 CIEF
1、毛细管内充有两性电解质〔合成的具有不同等电点 范围的脂肪族多胺基多羧酸混合物〕,当施加直流电压 〔6~8V〕时,管内将建立一个由阳极到阴极逐渐升高 的pH梯度;
2、氨基酸、蛋白质、多肽等的所带电荷与溶液pH有 关,在酸性溶液中带正电荷,反之带负电荷。在其等电 点时,呈电中性,淌度为零;
vT=vA=vB=vC=vL 或:
TET= AEA= BEB= CEC= LEL
式中, ,有效淌度, E,电场强度
由于
T〉 A〉 B〉 C〉 L,
所以有: E T < E A < E B < E C < E L
各区带的电场强度不同。前导电解质区带的电场强度最 小。

假设某一区带的离子进入前一区带, 由 于电场强度变小而减速,由假设进入到 下区带,由于电场强度变大而加速, 都 退回到原区带, 结果导致各区带构成鲜 明的界面.
毛细管电泳法
Capillary Electrophoresis, CE

毛细管电泳是带电粒子在电场力的 驱动下,在毛细管中按其淌度或分配系 数不同进展高效、快速分别的电泳新技 术,也称为高效毛细管电泳。
一、毛细管电泳的原理 二、分别方式

化学分离中的毛细管电泳法原理

化学分离中的毛细管电泳法原理毛细管电泳法是一种基于分子迁移速度的分离技术,它可以将混合物中的不同成分分离出来。

该技术常用于生化、制药等领域,可以对蛋白质、核酸等大分子进行分离,无需通过化学反应。

毛细管电泳法的原理是利用电场将带电分子推动至毛细管中的聚丙烯酰胺凝胶,不同分子的迁移速度不同,因而在凝胶中呈现不同位置。

毛细管电泳法所用的电场一般在数千至数万伏特/m的范围内,而分子的迁移速度则受到分子尺寸、电荷、以及运动物质中的分子浓度等因素的影响。

毛细管电泳法的优点在于它需要的样品量极少,约为微升至毫升的范围内。

同时,该技术具有高度准确性和分辨率,能够提供高质量的分析结果。

毛细管电泳法的步骤有以下几个:1.准备样品。

毛细管电泳法的样品可以是生物样品,也可以是化学样品。

无论是哪一种,都需要进行适当的前处理和稀释,以便在电泳分离过程中获得较好的结果。

2.填充毛细管。

一般情况下,毛细管需要填充一种聚合物凝胶,例如聚丙烯酰胺凝胶。

填充毛细管时需要保证凝胶均匀分布,以免影响分析结果。

3.注射样品。

将样品注入毛细管中进行分离。

注射的方式有几种,包括压力喷射、电子注射、超声波注射等。

4.电泳分离。

在加上电场之后,不同分子会因为荷电效应发生运动,运动的方向和速度取决于分子的荷电量、大小和电场强度等因素。

在电泳分离的过程中,毛细管内的缓冲液也会随之移动。

5.数据分析。

经过分离后,各个分子会聚集到毛细管中不同的位置。

为了分析样品,需要对分离结果进行数据测量和分析,以得出有关样品结构、组成和纯度方面的信息。

毛细管电泳法是一项高技术含量的分析技术。

虽然它在分离高分子大分子等方面具有很好的效果,但也存在一些局限性,例如分辨率等。

尽管如此,毛细管电泳法在生命科学、材料科学等领域广泛应用,是分子分析领域不可或缺的一项技术。

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毛细管电泳原理作者:admin 发表时间:2008-8-28 14:55:41 阅读:次毛细管电泳原理毛细管电泳基本原理分离的原因:电泳迁移,电渗迁移电泳迁移:在高压电场下,带电离子向相反的方向移动。

电渗迁移:当毛细管内充满缓冲溶液时,毛细管壁上的硅羟基发生解离,生成氢离子溶解在溶液中,这样就使毛细管壁带上负电荷与溶液形成双电层,在毛细管的两端加上直流电场后,带正电的溶液就会整体的向负极端移动,这就形成了电渗流。

cE在操作缓冲溶液中,带电粒子的运动速度等于电泳速度和电渗速度的矢量和,电渗速度一般大于电泳速度,因此即使是阴离子也会从阳极端流向阴极端。

加大缓冲溶液的酸度、在缓冲溶液中加入有机试剂都会减少硅羟基的解离,减小电渗流分离模式毛细管电泳的分离模式有以下几种。

(1)毛细管区带电泳将待分析溶液引入毛细管进样一端,施加直流电压后,各组分按各自的电泳流和电渗流的矢量和流向毛细管出口端,按阳离子、中性粒子和阴离子及其电荷大小的顺序通过检测器。

中性组分彼此不能分离。

出峰时间称为迁移时间,相当于高效液相色谱和气相色谱中的保留时间。

(2)毛细管凝胶电泳在毛细管中装入单体和引发剂引发聚合反应生成凝胶,这种方法主要用于分析蛋白质、DNA等生物大分子。

另外还可以利用聚合物溶液,如葡聚糖等的筛分作用进行分析,称为毛细管无胶筛分。

有时将它们统称为毛细管筛分电泳,下分为凝胶电泳和无胶筛分两类。

(3)毛细管等速电泳采用前导电解质和尾随电解质,在毛细管中充入前导电解质后,进样,电极槽中换用尾随电解质进行电泳分析,带不同电荷的组分迁移至各个狭窄的区带,然后依次通过检测器。

(4)毛细管等电聚焦电泳将毛细管内壁涂覆聚合物减小电渗流,再将样品和两性电解质混合进样,两个电极槽中分别加入酸液和碱液,施加电压后毛细管中的操作电解质溶液逐渐形成pH梯度,各溶质在毛细管中迁移至各自等电点时变为中性形成聚焦的区带,而后用压力或改变检测器末端电极槽储液的pH值的办法使溶质通过检测器。

(5)胶束电动毛细管色谱当操作缓冲液中加入大于其临界胶束浓度的离子型表面活性剂时表面活性剂就聚集形成胶束,其亲水端朝外憎水非极性核朝内,溶质则在水和胶束两相间分配,各溶质因分配系数存在差别而被分离。

对于常用的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠,进样后极强亲水性组分不能进入胶束,随操作缓冲液流过检测器(容量因子k′= 0);极强憎水性组分则进入胶束的核中不再回到水相,最后到达检测器(k′=∞)。

其他常用的胶束试剂还有阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,胆酸等。

(6)毛细管电色谱将细粒径固定相填充到毛细管中或在毛细管内壁涂覆固定相以电渗流驱动操作缓冲液(有时再加辅助压力)进行分离。

以上分离模式(1)和(5)使用较多。

(5)和(6)两种模式的分离机理以色谱为主,但对荷电溶质则兼有电泳作用。

操作缓冲液中加入各种添加剂可获得多种分离效果。

如加入环糊精、衍生化环糊精、冠醚、血清蛋白、多糖、胆酸盐或某些抗生素等,可拆分手性化合物;加入有机溶剂可改善某些组分的分离效果,以至可在非水溶液中进行分析。

毛细管电泳原理及在药学领域的应用中国色谱网(2007-12-21 14:16:29) 文章作者:未知高效毛细管电泳(HPLC)亦即毛细管电泳(CE),是一种发展迅猛的新型的分离分析技术,与常用的高效液相色谱法(HPLC)相比,具有分析时间短,分离效率高,适应性广,检测限低,进样量小,溶剂消耗少,自动化程度高等优点,近十多年来已广泛应用于蛋白质、氨基酸、无机离子、有机化合物、药物的分离分析,在生物医药学领域倍受青睐。

本文简要介绍HPLC的基本原理、特点及在化学药品分析、中药分析、生物制品分析研究方面的应用,并展望其在药学领域中的应用前景。

1、HPCE的基本原理高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis,HPCE)是近年来发展起来的一种分离、分析技术,它是凝胶电泳技术的发展,是高效液相色谱分析的补充。

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,HPLC分析高效、快速、微量[1]。

1-1 电泳迁移不同分子所带电荷性质、多少不同,形状、大小各异。

一定电解质及PH的缓冲液或其它溶液内,受电场作用,样本中各组分按一定速度迁移,从而形成电泳。

电泳迁移速度(v)可用下式表示:v=uE其中E为电场强度(E=V/L,V为电压,L为毛细管总长度)。

u为电泳淌度。

1-2电渗迁移电渗迁移指在电场作用下溶液相对于带电管壁移动的现象。

特殊结构的熔合硅毛细管管壁通常在水溶液中带负电荷,在电压作用下溶液整体向负极移动,形成电渗流。

带电微粒在毛细管内实际移动的速度为电泳流和电渗流的矢量和。

1-3 分离分析类型根据其分离样本的原理设计不同主要分为以下几种类型:①毛细管区带电泳(capillary zone electrophoresis,CZE);②毛细管等速电泳(capillary chromatography,CITP);③毛细管胶速电动色谱(miceller electrokinetic capillary chromatography,MECC);④毛细管凝胶电泳(capillary gelelectrophoresis,CGE);⑤毛细管等电聚焦(capillary isoelectric focusing ,CIEF)。

毛细管区带电泳(CZE)为HPCE的基本操作模式,一般采用磷酸盐或硼酸盐缓冲液,实验条件包括缓冲液浓度、pH值、电压、温度、改性剂(乙腈、甲醇等),用于对带电物质(药物、蛋白质、肽类等)分离分析,对于中性物质无法实现分离。

毛细管胶束电动色谱(MECC)为一种基于胶束增溶和电动迁移的新型液体色谱,在缓冲液中加入离子型表面活性剂作为胶束剂,利用溶质分子在水相和胶束相分配的差异进行分离,拓宽了CZE 的应用范围,适合于中性物质的分离,亦可区别手性化合物,可用于氨基酸、肽类、小分子物质、手性物质、药物样品及体液样品的分析。

毛细管等速电泳(CITP)采用先导电解质和后继电解质,构成不连续缓冲体系,基于溶质的电泳淌度差异进行分离,常用于离子型物质(如有机酸),并因适用较大内径的毛细管而可用于微制备,但本法空间分辨率较差。

毛细管等电聚焦电泳(CIEF)用于具兼性离子的样品(蛋白质、肽类),等电点仅差0.001可分离的物质。

毛细管凝胶电泳(CGE)依据大分子物质的分子量大小进行分离,主要用于蛋白质、核苷酸片段的分离。

此外,还有毛细管电色谱(CEC)及非水毛细管电泳(CNACE),用于水溶性差的物质和水中难进行反应的分析研究。

目前CZE和MECC用得较多,本文以这两种方法为例来说明HPLC的原理。

1-3-1CZE的基本原理HPLC选用的毛细管一般内径约为50μm(20~200μm),外径为375μm,有效长度为50cm(7~100cm)。

毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。

HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。

在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。

所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象;电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。

溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。

带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。

与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。

1-3-2MECC的基本原理MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。

MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子[2]。

2、HPLC在各类药物中的应用药品是与人们生命息息相关的特殊商品,检验其真伪或质量的优劣,需要先进、快速、准确的定性和定量手段。

因此,HPCE分析技术很快即被药物分析工作者在药品检验领域迅速推广应用[3、4]。

国内自1989年起曾有学者报道,但研究和应用实例不多。

近1~2年发展迅速,并取得了显著成绩。

2-1化学药品分析化学药品结构简单、清楚,常规分析方法能基本解决定性、定量和纯度控制等问题。

但有些结构特异(如手性对映体结构)或性质特殊的品种,现代分析手段从灵敏度、分辨率和分析速度等方面,仍有一些难点。

HPCE技术的特点、优势,恰恰弥补和解决了某些分析手段的不足。

应用实例有单体,也有复方制剂:<BR>牛长群等[5]用HPCE法,50mmol.l-1缓冲液(ph 8.3),分离测定了氨苄青霉素的聚合物。

大部分样品以开环和闭环的二聚物为主要聚合体,可对多个组分进行定量,以控制此类致敏成分对氨苄青霉素的质量影响。

李关宾等[6]用自制的CE-电化学检测系统,对VC、VB1和VB6的CZE和MECC的分离与检测表明,在0.01mol.l-1NH3-NH4CL介质中,检测电势510~540mV,3种维生素均得到较好的分离和CZE图谱。

李小戈等采用MECC,Na2B4O2-SD缓冲体系,4min内对5种水溶性维生素VC、VB1、VB2、VB6和VB12进行了有效分离,分辨率高,重现性好,令人满意。

廉经武等[7]以β环糊精的两种衍生物作CE的手性分离添加剂,对盐酸美西律的对映体进行分析。

其中,2,6-0-二甲基β-环糊精可将对映体部分拆分,而用三甲基环糊精作手拆添加剂时,则可使对映体定量达到基线分离。

俞琦等[8]用HPLC和二极管阵列检测器,环糊精为拆分剂,含DM-β-CD40mmol·L-1、KH2PO470mmol·L-1(pH2.5)的缓冲剂,对氧氟沙星对映体进行了优化分离。

张文江等[9]采用HPLC模式,选用4×10%-2mmol·L-1Tris-H2PO4(pH3.6)-6.5×10-2mol·L-1β-环糊精,分离了海南新碱衍生物HHO7A异构体,并应用于肝微粒体中代谢的查体选择性研究。

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