高效毛細(xì)管電泳ppt課件(已修改)
2025-05-19 12:08 本頁面
【正文】 1 第十章 高效毛細(xì)管電泳法 電泳是溶液中帶電粒子在電場(chǎng)力作用下，以不同的速度向電荷相反方向遷移的現(xiàn)象。利用這種現(xiàn)象對(duì)化學(xué)和生物化學(xué)組分進(jìn)行分離分析的方法稱之為電泳法。 傳統(tǒng)電泳最大的局限性是難以克服由兩端的高電壓所引起的電介質(zhì)離子流的自熱，或稱焦耳熱 , 從而導(dǎo)致區(qū)帶展寬，影響遷移，降低效率 , 因此極大地限制了高壓的使用 .當(dāng)然也就難以加快整個(gè)過程的速度。 2 毛細(xì)管電泳（ capi1lary electrphoresis， CE）和傳統(tǒng)電泳的根本區(qū)別在于前者設(shè)法使電泳過程在散熱效率極高的毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行，從而確保引入高的電場(chǎng)強(qiáng)度，全面改善分離質(zhì)量。 20世紀(jì) 30－ 40年代 蒂塞利烏斯(） 建立了移動(dòng)界面電泳，將電泳發(fā)展成分離技術(shù) 獲得 1948年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 3 l967年 Hjerten最先提出在高電場(chǎng)強(qiáng)度，直徑為 3mm的毛細(xì)管中作自由溶液的毛細(xì)管區(qū)帶電泳，開創(chuàng)了 CE的先河。 ?1981年， ,上和理論上為毛細(xì)管電泳的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 ?1988~89年，商品化的毛細(xì)管電泳儀推出，毛細(xì)管電泳法迅速發(fā)展起來。 第一節(jié) 毛細(xì)管電泳的特點(diǎn)和分類 一、電泳和色譜 4 電泳是溶液中帶電粒子在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，因粒子所帶電荷數(shù)、形狀、大小等不同，導(dǎo)致不同的遷移速度而分離。色譜是不同組分在流動(dòng)相的推動(dòng)下，由于在固定相流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同，導(dǎo)致不同的遷移速度而分離。但某些毛細(xì)管電泳的分離模式也包含了色譜的分離機(jī)制。 電泳和色譜的分離過程都是差速遷移過程，可用相同的理論來描述。色譜中所用的一些名詞概念和基本理論，如保留值、塔板理論、速率理論等均可借用于毛細(xì)管電泳中。 5 6 二、毛細(xì)管電泳的特點(diǎn) 1. 柱效高 高效毛細(xì)管電泳的柱效遠(yuǎn)高于高效液相色譜，理論塔板數(shù)高達(dá)幾十萬塊 /米，特殊柱子可以達(dá)到數(shù)百萬。 色譜儀和電泳儀（ HPLC和 CE），都包括進(jìn)樣部分、分離柱、檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理等。 CE所需樣品為 nl級(jí) , 流動(dòng)相用量也只需幾毫升 , 而 HPLC所需樣品為 μl級(jí) , 流動(dòng)相則需幾百毫升乃至更多。 7 一般幾十秒至十幾分，最多半小時(shí)，即可完成一個(gè)試樣的分析。 通過改變操作模式和緩沖液的成分， CE有很大的選擇性，可以根據(jù)不同的分子性質(zhì)，對(duì)極廣泛的對(duì)象進(jìn)行有效的分離。 CE分離有機(jī)分子、藥物分子，特別是手性分子和生物大分子方面的能力，對(duì)HPLC地位提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 8 三、毛細(xì)管電泳的分類 按分離模式分類，常用的ＣＥ技術(shù)有六種： 毛細(xì)管區(qū)帶電泳，膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜， 毛細(xì)管凝膠電泳，毛細(xì)管等電聚焦， 毛細(xì)管等速電泳 ，毛細(xì)管電色譜 毛細(xì)管區(qū)帶電泳是 CE中最基本、應(yīng)用最普遍的一種模式。 第二節(jié) 基本原理 一、電泳和電泳淌度 1. 電泳與電泳速度 9 在一定電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，溶質(zhì)帶電粒子在溶液中的定向移動(dòng)（遷移），這種現(xiàn)象稱為電泳。帶電粒子在電場(chǎng)中遷移時(shí)，所受的電場(chǎng)力為 q: 溶質(zhì)離子所帶的有效電荷 E: 電場(chǎng)強(qiáng)度 帶電粒子在溶液中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力即摩擦力為 qEF E ?epf fvF ? epv 是電泳速度 10 f為摩擦系數(shù)，其大小與帶電粒子的大小、形狀以及介質(zhì)粘度有關(guān)。對(duì)于球形離子， f = 6πηγ；對(duì)于棒狀離子， f = 4πηγ。式中， γ是溶質(zhì)離子的動(dòng)力學(xué)半徑， η是電泳介質(zhì)的粘度。 平衡時(shí)，電場(chǎng)力和摩擦力相等，即 qE = fvep 電泳速度為 棒狀粒子）(4 qEfqEv ep ? ? ???11 不同物質(zhì)在同一電場(chǎng)中，由于它們的有效電荷、形狀大小的差異，它們的電泳速度不同，所以可能實(shí)現(xiàn)分離 球形粒子）(6 qEfqEv ep ? ? ???我們把溶質(zhì)在給定溶液中和單位電場(chǎng)強(qiáng)度下的電泳速度稱為電泳淌度，用 μep表示。 ? ? ????4qEv epep2．電泳淌度 12 所以淌度不同是電泳分離的內(nèi)因和前提。 溶質(zhì)粒子的電泳速度決定于粒子淌度和電場(chǎng)強(qiáng)度的乘積， vep ＝ μepE 在一定條件下，不同粒子的形狀、大小以及所帶電量都可能有差別，則電泳淌度也可能不同。 （ 1）絕對(duì)淌度（ μab） 是在無限稀釋時(shí)單位電場(chǎng)強(qiáng)度下離子的平均遷移速度，它是該離子在一定溶液中的一個(gè)特征物理常數(shù)。 13 （ 2）有效淌度（ μef） 我們不可能在無限稀釋而又沒有其它離子、酸度等影響下進(jìn)行工作，有效淌度是實(shí)際的離子電泳淌度。 （ 3）表觀淌度（ μap） 在有電滲存在下，測(cè)得的實(shí)際離子淌度稱為表觀淌度或凈淌度，是有效淌度 μe
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