高效毛细管电泳法--原理共27页文档
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。
高效毛细管电泳法
2020/6/13
一、高效毛细管电泳基本原理
HPCE是离子或荷电粒子 以电场为驱动力，在毛细管 中按其淌度或/和分配系数 不同进行高效、快速分离的 一种电泳新技术。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。 粒子在电场中的迁移速度， 除与电场强度和介电性质有 关外，与粒子的有效电荷及 其大小形状也有关。这些因 素构成了电泳分离的基础。
第七章
一、高效毛细管电泳
液相色谱分析法
基本原理
high performance liquid chromatograph
二、仪器装置 三、影响柱效的因素
第五节
高效毛细管电泳
及改进方法 四、主要特点和应用
（high-performance capillary electrophoresis, HPCE）
2020/6/13
（6）毛细管电色谱(CEC)
在毛细管壁上键合涂渍或填充HPLC固定相微粒 ，以试样和固定相之间的相互作用为分离机制，以电 渗流为流动相驱动力的色谱过程。兼具了HPLC和CE的 优点。
2020/6/13
二、仪器装置
• 电压：0～30KV。 • 紫外或激光诱导荧光检测器 （可检测到：10-19～10-21 mol/L）
电渗流控制：电渗流的 大小和方向依赖于毛细 管壁与溶液间电势的极 性和大小。
使用添加剂可以改变电渗流的大小和方向，如添加 NaCl和甲醇可降低电渗流；加入乙腈则可以增大电渗 流。加入反转剂。则可以改变电渗流的方向。
2020/6/13
四、主要特点和应用
•高分辨率：理论塔板数高达数百万块，甚至数千万块。 •高灵敏度：可检测出低至10-21 mol/L浓度的物质。 •高分析速度：可在3分钟内分离30种阴离子；1.7分钟分离 19种阳离子;4分钟可分离10种蛋白质. •试样用量少：仅需几nL（10-9 L）的试样 •仪器简单，操作成本低，操作简便： •分析一个试样仅需几毫升流动液，溶剂消耗少，环境污染 小。
高效毛细管电泳分析法
CGE在分子生物学和蛋白质化学上有着十分广 阔的应用。在分子生物学上实现了包括寡聚核 苷酸纯化、DNA测序和PCR产物的分析，在蛋 白质化学方面用于多肽和蛋白质分子的分子量 测定，原蛋白和结合蛋白的分离等。此外， CGE还可用于其它带电物质的分离，并可通过 加入手性试剂、离子对试剂、络合试剂等添加 剂改变分离的选择性。
离子色谱的固定相是离子交换树 脂。在固定相的表面，分布着许多适 合于分离阴离子的活性中心（如：
+ − — N(CH3 )3 OH，或适合于分离阳离子
的活性中心（如： SO− H+ ）。当被测 — 3 定的混合离子随流动相（淋洗液）流 经固定相时，由于不同离子的电荷数
或离子半径不同，使它与固定相的作 用力大小不同，造成各种离子在相对 运动的两相之间的分配系数不同，因 此，它们在柱中的迁移速度也就不同， 从而达到分离的目的。
图 毛细管分离示意图
在HPCE中电渗流的一个重要特点是具有 平面流型，电渗的驱动力沿毛细管均匀分 布，它使整个流体象一个塞子一样以均匀 的速度向前运动。而在HPLC中流体流型 则是抛物线型的层流，其中心处速度是平 均速度的2倍。
电渗流的平面流型和HPLC中高压泵驱动 所产生的抛物线型层流的速度曲线不同， 不会直接引起样品组分区带在柱内扩张， 这是HPCE获得高效分离的重要原因之一。
3．毛细管凝胶电泳（capillary gel ．毛细管凝胶电泳（ electrophoresis，CGE） ， ）
CGE是80年代后期发展起来的毛细管电泳 的主要分离模式之一，它将凝胶电泳对生 物大分子的高效分离能力和毛细管电泳的 快速、微量和定量分析相结合，成为当今 分离度极高的一种电泳分离技术。
毛细管电泳一般由一个高压电源，一 根毛细管，一个检测器及两个缓冲液 贮液槽及数据记录系统组成，其仪器 结构示意图如图
毛细管电泳法
毛细管电泳法概述毛细管电泳法是一种分离和测定化合物的方法，主要通过在毛细管中施加电场，利用化合物在电场作用下的电荷性质和分子大小来实现分离。
毛细管电泳法具有快速、高效、高分辨率、高灵敏度和易于自动化等特点，广泛应用于生命科学、化学分析和药物研发等领域。
原理毛细管电泳法的原理基于化合物在溶液中的电荷性质和分子大小。
在毛细管中施加电场后，带正电荷的化合物（称为阳离子）会向负极移动，带负电荷的化合物（称为阴离子）会向正极移动。
此外，较小的分子会比较大的分子更快地移动。
毛细管电泳法通常涉及两种类型：区域电泳和溶剂前移电泳。
区域电泳区域电泳是毛细管电泳法中常用的方法。
在区域电泳中，毛细管中的电场强度不均匀，其中一个区域的电场强度较弱，另一个区域的电场强度较强。
样品被注入到电场强度较弱的区域，然后通过施加电场使样品向较强的电场区域移动。
不同化合物的迁移速度取决于它们的电荷和分子大小，因此可以实现化合物的分离。
溶剂前移电泳溶剂前移电泳是另一种常用的毛细管电泳法。
在溶剂前移电泳中，毛细管中的电场强度是均匀的。
样品被注入到毛细管中，然后施加电场使样品移动。
不同化合物的迁移速度取决于它们在溶剂中的溶解度和电荷性质，因此可以实现化合物的分离。
仪器和操作步骤进行毛细管电泳法需要一些特定的仪器和材料，如毛细管电泳仪、毛细管、高电压电源、样品注射器、电解质缓冲液等。
下面是一般的操作步骤：1.准备工作：检查仪器是否正常工作，准备所需的电解质缓冲液和样品。
2.毛细管准备：将毛细管切割为适当长度，并连接到毛细管电泳仪。
3.缓冲液填充：将电解质缓冲液注入毛细管的两端，确保整个毛细管都充满缓冲液。
4.样品注射：使用样品注射器将待分离的样品缓慢而均匀地注入到毛细管中。
注射点距离电极一定距离。
5.施加电场：从高电压电源上施加适当的电场，在实验过程中保持稳定电场。
6.记录结果：观察样品的迁移情况，根据需要调整电场强度和时间，记录分离结果。
《高效毛细管电泳法》课件
演示毛细管电泳的运行过程，通过动 态实验图展示离子的迁移和分离情况。
应用
高效毛细管电泳法 在生物医学研究中 的应用
介绍高效毛细管电泳法在基 因分型、蛋白质分析等生物 医学领域的应用案例和优势。
高效毛细管电泳法 在化学分析中的应 用
探讨高效毛细管电泳法在有 机合成反应、药物分析等化 学领域的应用前景和发展方 向。
实验流程
1
毛细管电泳仪器的准备
2
详细介绍毛细管电泳仪器的使用方法
和重要操作步骤。
3
样品注入
4
演示样品的注入方法，以及避免样品
交叉污染的技巧。
5
数据分析
6
引导分析和解释实验结果，包括峰形、 峰面积等关键参数。
样品准备
指导如何进行样品的制备和处理，确 保样品的纯度和适用性。
毛细管电泳条件的设置
讲解如何调整电泳条件以获得最佳的 分离效果，包括电压、温度等因素。
高效毛细管电泳法的优势是什么？
详细探讨高效毛细管电泳法相比传统电泳法的优越性，包括分离效率、分析速度、样品消耗 等方面。
原理
毛细管电泳法的基本原理
解释毛细管电泳法中离子迁移的基本原理，涉 及电流、电场、电泳缓冲液等关键概念。
高效毛细管电泳法的原理
详细说明高效毛细管电泳法相比传统电泳法的 原理，包括电泳缓冲液、毛细管柱等关键因素。
《高效毛细管电泳法》 PPT课件
高效毛细管电泳法为你揭开了一个全新的电泳世界。通过本课件，您将了解 到什么是毛细管电泳法、为什么需要高效毛细管电泳法以及其卓越的优势。
简介
什么是毛细管电泳法？
介绍毛细管电泳法的基本原理和技术特点，以及其在科学研究和实际应用中的重要性。
毛细管电泳原理
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。
毛细管电泳分析方法的工作原理介绍
毛细管电泳分析方法的工作原理介绍毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)又叫高效毛细管电泳(HPCE), 是近年来发展最快的分析方法之一。
1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75μm内径毛细管柱内用高电压进行分离, 创立了现代毛细管电泳。
1984年Terabe等建立了胶束毛细管电动力学色谱。
1987年Hjerten 建立了毛细管等电聚焦, Cohen和Karger提出了毛细管凝胶电泳。
1988～1989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。
CE是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。
CE和高效液相色谱法(HPLC)相比, 其相同处在于都是高效分离技术, 仪器操作均可自动化, 且二者均有多种不同分离模式。
二者之间的差异在于：CE用迁移时间取代HPLC中的保留时间, CE的分析时间通常不超过30min, 比HPLC速度快；对CE而言, 从理论上推得其理论塔板高度和溶质的扩散系数成正比, 对扩散系数小的生物大分子而言, 其柱效就要比HPLC高得多；CE所需样品为nl级, 最低可达270fl, 流动相用量也只需几毫升, 而HPLC所需样品为μl 级, 流动相则需几百毫升乃至更多；但CE仅能实现微量制备, 而HPLC可作常量制备。
CE和普通电泳相比, 由于其采用高电场, 因此分离速度要快得多；检测器则除了未能和原子吸收及红外光谱连接以外, 其它类型检测器均已和CE实现了连接检测；一般电泳定量精度差,而CE和HPLC相近；CE操作自动化程度比普通电泳要高得多。
总之, CE的优点可概括为三高二少：高灵敏度, 常用紫外检测器的检测限可达10-13～10-15mol,激光诱导荧光检测器则达10-19～10-21mol；高分辨率, 其每米理论塔板数为几十万；高者可达几百万乃至千万, 而HPLC一般为几千到几万；高速度, 最快可在60s内完成, 在250s内分离10种蛋白质, 1.7min分离19种阳离子, 3min内分离30种阴离子；样品少, 只需nl (10-9 L)级的进样量；成本低, 只需少量(几毫升)流动相和价格低廉的毛细管。
高效毛细管电泳
HPCE统指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一项液相分离技术。
是以电泳强有力的分离机理与色谱的仪器及自动化相结合的产物，可看作是电泳的一种仪器化方式。
是一种迅速发展中的新的分离分析技。
HPCE 特点:1.电泳是在细径弹性石英毛细管中进行；2.高电压（10～30KV ）加在毛细管两端以产生高电场强度；3.毛细管的高电阻限制了电流的产生和管内发热，从而抑制了热扩散的不利影响；4.柱效率高,分析时间短;5.检测在毛细管上进行（没有外部检测池），不存在检测池内的谱带展宽问题;6.所需样品体积小（为１～５0 nl)；7.多种分离模式能改变选择性，拓宽了电泳的应用范围；8.分离在水相介质中进行；9.方法开发简便；10.仪器自动化程度高，克服了板状凝胶电泳分析时间长、效率低以及检测自动化比较困难等缺点。
电泳的基本原理：离子的迁移速度可用下式表示:淌度（Mobility ）是指在单位时间间隔内和单位电场强度下溶质移动的距离。
电渗流(Electroosmotic Flow, EOF)是指毛细管内壁表面电荷所引起的管内液体的整体流动，大小可用速度或淌度来表示：EOF 的特点：1.毛细管内的电渗流具有平面流型，呈近似扁平型的“塞式流”，使溶质区带在毛细管内原则上不会扩张。
2.一般情况下（pH>4），毛细管内壁表面带负电荷，EOF 的方向是由正极到负极。
3.EOF 的淌度比离子淌度大一个数量级，它可以使几乎所有物种，不论其电荷性质如何，向同一方向运动。
因此EOF 是HPCE 中推动流体前进的驱动力，粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流两种速度的矢量和。
正离子的泳动方向和电渗流一致，迁移速度最快；中性粒子的迁移速度与电渗流速度相等；负离子的泳动方向和电渗流相反，但电渗流速度>电泳流速度，故其迁移方向与EOF 一致，迁移速度最慢。
HPCE 与LC 中流体的不同流型:EOF 的平面流型引起流动的推动力沿毛细管均匀分布,不会在毛细管内形成压力差,所以流速到处接近相同,对谱带展宽没有贡献。
色谱毛细管电泳法
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•测定方法
• 取约1.5g的内容物，精密称定，置于10ml量瓶中，用水 冲洗瓶内壁，洗液与样品合并，加水溶解并稀释至刻度， 混匀。用0.22m微孔滤膜过滤后，在上述电泳条件下进样， 记录维生素B12和D-生物素的峰面积
• 另精密量取上述样品溶液1.0ml,置于100 ml量瓶中，加 水稀释至刻度、摇匀，同法测定，记录VB1,VB6,VC、烟 酰氨、叶酸、核黄素磷酸钠、泛酸钠的峰面积，按外 标法计算样品含量
迁移速度（）可用下式表示：
= eE
（1）
–e为电泳淌度
–E为电场强度（V/L）——是外加电压和毛细
管长度的函数
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•电泳迁移原理
• 对于给定的离子和介质，淌度e为离子的特征 常数，其大小取决于分子所受的电场力FE和其 通过介质时的摩擦力FF的平衡：
FE = qE
（q为离子电量）
FF= －6r
的选择性 • 在分离中性物质时，所有溶质都在t0与tm之间流出。亲
水性溶质随EOF流出，被胶束完全保留的溶质随胶束流 出。控制条件，采用中等程度的EOF和高迁移率的胶束， 以扩大时间窗口，提高分离度
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•中性溶质的流出时间窗口示意图
时间窗口
溶质
EOF
胶束
t0
t0
tR1
tR2
tR3
色谱毛细管电泳法
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概述
• 毛细管电泳又叫高效毛细管电泳 (HPCE)，是80年代初 发展起来的一种新型分离分析技术，它是电泳技术与层 析技术相结合的产物
• 广泛用于生物大分子，手性药物，生物体内的药物及 代谢物，中西药物及其制剂等的分析，在选择性上与 高效液相法有很大的互补性
高效毛细管电泳的理论基础
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2.HPCE中的电渗现象与电渗流
石英毛细管柱，内充液pH>3时，表面电离成-SiO-,管 内壁带负电荷，形成双电层。
在高电场的作用下，带正电荷的溶液表面及扩散层向阴 极移动，由于这些阳离子实际上是溶剂化的，故将引起柱中
• 平流是空气水平方向的运动
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5. HPCE中电渗流的作用
电渗流的速度约等于一般离子电泳速度的5～7倍；
各种电性离子在毛细管柱中的迁移速度为：
ν+ =ν电渗流 + ν+ef 阳离子运动方向与电渗流一致；
ν- =ν电渗流 - ν-ef 阴离子运动方向与电渗流相反；
ν0 =ν电渗流
中性粒子运动方向与电渗流一致；
q E 6π
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二、电渗现象与电渗流
electroosmosis and electroosmotic flow
1.电渗流现象
当固体与液体接触时，固体表面由于某种原因带一种电 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。
当液体两端施加电压时， 就会发生液体相对于固体表面 的移动，这种液体相对于固体 表面的移动的现象叫电渗现象。
（2）阴离子的影响
在其他条件相同，浓度相同而阴离子不同时，毛细管中 的电流有较大差别，产生的焦耳热不同。
缓冲溶液离子强度，影响双电层的厚度、溶液黏度和工 作电流，明显影响电渗流大小。缓冲溶液离子强度增加，电 渗流下降。
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4. 温度的影响
毛细管内温度的升高，使溶液的黏度下降，电渗流增大。 温度变化来自于“焦耳热”；
毛细管电泳的基本原理及应用(图文参照)
毛细管电泳的基本原理及应用摘要：毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳分离分析方法。
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，比HPLC 分析高效、快速、微量。
关键词：毛细管电泳原理分离模式应用1概述毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE，是一类以毛细管为分离通道，以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。
CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis，CZE)。
但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。
现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出，他们使用了75mm的毛细管柱，用荧光检测器对多种组分实现了分离。
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。
毛细管电泳和高效液相色谱（HPLC）一样，同是液相分离技术，因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充，但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说，毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳（C E）除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外，其仪器结构也比高效液相色谱（HPLC）简单。
C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。
毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点，因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。
毛细管电泳原理
毛细管电泳原理毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE)是20世纪80年代初发展起来的一种新型分离分析技术，乃经典电泳技术和现代微柱分离有机结合的产物，是继高效液相色谱(HPLC)之后，分析科学领域的又一次革命。
毛细管电泳泛指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术。
毛细管电泳仪的基本结构包括一个高压电源，一根毛细管，一个检测器及两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液贮瓶。
毛细管电泳仪的工作原理:毛细管电泳所用的石英毛细管柱，在pH>3情况下，其内表面带负电，和溶液接触时形成一双电层。
在高电压作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动的现象叫电渗。
粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流(EOF)两种速度的矢量和。
正离子的运动方向和电渗流一致，故最先流出;中性粒子的电泳速度为“零”，故其迁移速度相当于电渗流速度;负离子的运动方向与电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳流速度，故它将在中性粒子之后流出，从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离。
理论基础:如果溶质纵向扩散是区带展宽的唯一因素，对于CE来说，可以通过增大分离高压和缩短毛细管来提高速度，同时兼顾分离效率。
在任何给定的时间内要获得最高的理论塔板数，分离电压与毛细管长度的比例应该最大，也就是说在只考虑溶质纵向扩散的前提下，采用尽可能高的分离电压和短的毛细管，可以实现高柱效和快速分离。
高电渗流同样可以提高分析速度和柱效。
焦耳热:但实际上，分离高压增大和毛细管长度缩短时，除了扩散外，还有诸多因素影响柱效，其中最严重的是温度效应，即毛细管的焦耳热问题，这是HSCE 中不可忽略的问题。
焦耳热随着分离高压增大和毛细管的缩短而增大。
焦耳热过大会造成峰扩展、变形。
减少焦耳热的方法:理论上，当G小于1W,m时，焦耳热造成的峰扩展可以忽略不计。