毛細(xì)管電泳分離技術(shù)資料

毛細(xì)管電泳分離技術(shù)姓名：饒海英學(xué)號：20114209033毛細(xì)管電泳分離技術(shù)概述毛細(xì)管電泳基本原理毛細(xì)管電泳的分離模式影響毛細(xì)管電泳分離效率的因素毛細(xì)管電泳技術(shù)的應(yīng)用21世紀(jì)毛細(xì)管電泳發(fā)展趨勢一、概述毛細(xì)管電泳（capillaryelectrophoresis，CE），又稱高效毛細(xì)管電泳（HPCE）是近年來發(fā)展最快的分析化學(xué)研究領(lǐng)域之一。

是基于兩種或多種帶電粒子或微粒，它們所在的介質(zhì)受到外加直流電場的作用下，其遷移速率不同而得到分離的一類方法。二、毛細(xì)管電泳基本原理

CE是以高壓電場為驅(qū)動力。以毛細(xì)管為分離通道，依據(jù)樣品中各組成之間淌度和分配行為上的差異，而實(shí)現(xiàn)分離的一類液相分離技術(shù)。儀器裝置包括高壓電源、毛細(xì)管、柱上檢測器和供毛細(xì)管兩端插入又和電源相連的兩個緩沖液貯瓶，在電解質(zhì)溶液中，帶電粒子在電場作用下，以不同的速度向其所帶電荷相反方向遷移的現(xiàn)象稱電泳。

毛細(xì)管電泳裝置直流高壓電源、毛細(xì)管、進(jìn)樣裝置、檢測器和記錄儀等高壓電源可對毛細(xì)管施加5~50kV電壓，操作電壓一般控制在5~30kV范圍。CE通常使用內(nèi)徑10~100μm、長12~120cm(內(nèi)涂聚酰亞胺)彈性融凝石英毛細(xì)管，毛細(xì)管的兩端分別浸泡在含有緩沖溶液的貯液槽中，毛細(xì)管內(nèi)也充滿同樣的緩沖溶液。被分離試樣可以采用流體動力學(xué)進(jìn)樣和電動進(jìn)樣方式由毛細(xì)管一端進(jìn)入。毛細(xì)管電泳的進(jìn)樣技術(shù)毛細(xì)管內(nèi)徑小于100μm時，注射器進(jìn)樣比較困難。（一）電動進(jìn)樣（二）流體動力學(xué)進(jìn)樣（一）電動進(jìn)樣三步：毛細(xì)管的進(jìn)樣端插入裝有試樣溶液的試樣管中，試樣管中插入電極，與檢測段的緩沖液間施加進(jìn)樣電壓，并維持一定時間，試樣溶液在電泳和電滲流作用下進(jìn)入毛細(xì)管，然后再將試樣溶液換成緩沖液，電泳即可進(jìn)行。改變進(jìn)樣電壓和進(jìn)樣時間，便可改變進(jìn)樣量。（二）流體動力學(xué)進(jìn)樣

流體動力學(xué)進(jìn)樣：也稱虹吸進(jìn)樣、重力進(jìn)樣和壓差進(jìn)樣。將毛細(xì)管插入試樣溶液容器，通過進(jìn)樣端加壓，或調(diào)節(jié)進(jìn)樣端試樣溶液液面高于出口端緩沖液液面高度，利用虹吸現(xiàn)象，試樣在壓力差作用下進(jìn)入毛細(xì)管進(jìn)樣端，再把進(jìn)樣端放回緩沖液液槽中，進(jìn)行電泳。毛細(xì)管電泳檢測器由于樣品區(qū)帶在高壓電場作用下，遷移速度較快，因此，CE要求所用的檢測器必須具有很快的響應(yīng)速度和很高的靈敏度。常用的檢測器有：光學(xué)檢測器（紫外檢測器和熒光檢測器）電化學(xué)檢測器質(zhì)譜檢測器核磁共振檢測器紫外檢測器根據(jù)比耳定律，光度測量值A(chǔ)與吸收光呈成正比。一般檢測中，檢測最大光程是用毛細(xì)管內(nèi)徑，而毛細(xì)管內(nèi)徑增大受焦耳熱影響的制約，因此采用細(xì)內(nèi)徑毛細(xì)管柱時，測量靈敏度受到限制。三、毛細(xì)管電泳的分離模式毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)膠束電動毛細(xì)管電泳(MECC)毛細(xì)管凝膠電泳(CGE)毛細(xì)管等電聚焦(CIEF)毛細(xì)管等速電泳(CITP)毛細(xì)管離子電泳(CIE)毛細(xì)管電色譜四、影響毛細(xì)管電泳分離效率的因素

從毛細(xì)管電泳的效能（塔板數(shù)、塔板高度）及分辨率的關(guān)系式可以看出，影響毛細(xì)管電泳與分離效率的因素很多，下面就幾個主要方面加以簡要分析：★峰拓寬

★電滲流的控制

★介質(zhì)條件

峰拓寬

用σ2表示峰寬總方差，如半峰寬僅由溶質(zhì)的擴(kuò)散所引的，則σ2=2DL。因此任何影響擴(kuò)散系數(shù)D的因素，都會影響峰寬。但實(shí)際上，其它因素如進(jìn)樣、焦耳熱產(chǎn)生的溫度分布、電滲等都會對帶寬產(chǎn)生明顯的影響。進(jìn)樣會產(chǎn)生自然寬度，它與進(jìn)樣“塞”的長度及初始形狀有關(guān)，為了減少進(jìn)樣增寬，導(dǎo)入的樣品“塞”應(yīng)為矩形，進(jìn)樣長度一般小于毛細(xì)管分離長度的1%；電流通過毛細(xì)管內(nèi)緩沖溶液時，產(chǎn)生焦耳熱，使溫度發(fā)生變化，將引起溶液粘度的變化及電泳、電滲性能的變化。引起溫度變化的原因是電流強(qiáng)度，電流增大時，管內(nèi)溶液溫度升高，管中心與管壁的溫差ΔT可達(dá)幾十度，在毛細(xì)管內(nèi)形成徑向的溫度梯度，溶質(zhì)在電場中的遷移速度也在管徑內(nèi)形成梯度，嚴(yán)重影響分離效果。為了消除其影響，須將I控制在200μA以下，使用薄壁及內(nèi)徑小的毛細(xì)管，并在恒溫下進(jìn)行電泳。

電滲流的控制

管壁的Zeta電位(ζ)是產(chǎn)生電滲流的主要因素。電滲流的大小，可采用以下措施加以控制：

▲對毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾，在管內(nèi)壁鍵合上一層中性材料可減少電滲流，同時也可減少溶質(zhì)與管壁的相互作用，減少溶質(zhì)吸附于管壁上。這對于蛋白質(zhì)類的生物大分子的分離尤為重要?！{(diào)節(jié)緩沖液的pH值及緩沖液的濃度。降低緩沖液的濃度，可降低電流強(qiáng)度，減少管內(nèi)壁溶液的溫度差?！尤氡砻婊钚詣?如環(huán)糊精)或手性試劑?！尤脒m量的有機(jī)溶劑也可以降低電滲流。介質(zhì)條件介質(zhì)條件除緩沖溶液及pH值等條件外，為了提高分離的選擇性，常常在緩沖液中添加適量的表面活性劑，或者使用非水溶劑。

基于環(huán)糊精(CD)的分子結(jié)構(gòu)具有圓錐形的空腔、可以形成“包絡(luò)物”的特性，在膠束電動毛細(xì)管色譜分離法(MECC)中，常在含有十二烷基硫酸鈉(SDS)膠束的電泳緩沖液中，加入一定濃度的環(huán)糊精，使待分離的組分在水相、SDS膠束相和環(huán)糊精中進(jìn)行分配。由于不同溶質(zhì)分子或荷電質(zhì)點(diǎn)的分配不同，在電泳力和電滲力的驅(qū)動下，將以不同的速度在毛細(xì)管中遷移，以獲得更好的分離效果。五、毛細(xì)管電泳技術(shù)的應(yīng)用（一）糖類的分離與分析（二）在天然中草藥分析領(lǐng)域中的應(yīng)用（三）在基因工程研究方面的應(yīng)用（四）單細(xì)胞分析（五）手性分離（六）小分子離子分析毛細(xì)管電泳技術(shù)的特點(diǎn)類別特點(diǎn)速度快速，可于幾分鐘內(nèi)完成復(fù)雜成分的分離分辨率帶展寬有限，分辨率高靈敏性檢測下限低，靈敏性高進(jìn)樣體積進(jìn)樣體積小，毫微升檢測方式可使用多種檢測器自動化方面自動化程度高，進(jìn)樣、分析及數(shù)據(jù)處理自動化對于已經(jīng)發(fā)展了近20年的毛細(xì)管電泳技術(shù)來說，在新的世紀(jì)中，仍然面l臨著極大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。儀器的發(fā)展需要進(jìn)一步成熟和完善．在重現(xiàn)性、速度和檢測靈敏度等方面還期待著重大突破。多種檢測手段的可供選擇，在眾多革新應(yīng)用中。MS會在多種應(yīng)用領(lǐng)域中成為更重要和更標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法。微全分析(p—TAS)的提出，使得集成毛細(xì)管電泳技術(shù)(ICEC)延伸了毛細(xì)管電泳的