毛细管电色谱技术

0.1 g/mL
10% ACN in 1mmol Tris
10kV 300s
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微流控芯片电色谱
Chromatogram of the Tryptic Digest of
Ovalbumin with a C18 COMOSS Column
F.E. Regnier, Anal. Chem., 1998, 70, 3790 F.E. Regnier, J. Chromatogr. A, 1999, 853, 257
实例3 亲水作用色谱分离糖
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展望
在线（柱）富集与分离
微流控芯片电色谱
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自富集效应( Self –concentraion effect )
Short and long injection in CE
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分子扩散项
HPLC： 5~10m
CEC: 1.5~3.0m
பைடு நூலகம்
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实验条件选择
操作电压
适当提高有利于快速分离 缓冲液pH和浓度
≤10mmol/L
有机溶剂种类和浓度
柱子的长度
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电色谱的固定相
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溶剂梯度效应（solvent gradient effect ）
Sample concentration: 18g/mL
Sample solution : 80% ACN in 5mmol Tris
Jorgenson, J.W., Lukacs, K.D., J.Chromatogr.1981,218.209~216
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电驱动和压力驱动下的流型比较
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毛细管电色谱特点
分离效率比HPLC 高
1530m分子扩散项实验条件选择操作电压适当提高有利于快速分离缓冲液ph和浓度10mmoll柱子的长度电色谱的固定相电色谱的固定相开管柱电色谱填充柱电色谱整体柱电色谱开管柱电色谱定义
毛细管电色谱技术
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概
述
20世纪50年代，Muold 将电场引入薄层色谱，分离了胶棉中多糖成分。
Injection: 1kV 1s
0.18 g/mL 20% ACN in 5mmol Tris 10kV 60min
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场放大效应（solvent gradient effect ）
Sample concentration: 10g/mL
Sample solution : 80% ACN in 5mmol NaAc Injection: 2kV 1s
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基于聚丙烯酸酯的整体柱
Research groups
Frechet J.M.J
Zou H.F.
El Rassia Z.
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硅胶整体柱
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基于聚苯乙烯的整体柱
Research groups Horvath C.
Zou H.
Separation of acidic and basic polypeptides
C. Horvath, et al. J. Chromatogr. A, 1999, 855,273
实例2 亲水作用色谱分离肽
Typical stationary phases used in HI-CEC
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五种肽在CZE 和HI-CEC模式下的分离
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HI-CEC分离肽异构体
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有机聚合物整体柱
整体柱
硅胶整体柱 颗粒固定化整体柱
杂化材料整体柱
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有机聚合物整体柱 常用单体
O
NH2 O O
O
OO
Cl
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常用交联剂
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电色谱的应用
手性分离 药物分析 蛋白质、肽分离 核苷、核苷酸和碱基 糖
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实例1 手性电色谱整体柱分离手性药物
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thalidomide
O N* OO N O
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Worldwide sales of chiral drugs
phosphate buffer (pH 7)，40% MeCN; applied voltages, 12 kV.
Samples: (1) thiourea; (2) benzene; (3) toluene; (4) ethylbenzene; (5) butylbenzene.
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硅胶整体柱的特点 良好的机械强度，耐有机溶剂
硅胶骨架和通孔尺寸可独立控制
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Fast separation of five -blocking drugs HPLC K. Cabrera, J. Sep. Sci., 2004, 27, 843
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Chromatography
N. M. Maier, P. Franco, W. Lindner, J. Chromatogr. A 906(2001)3-33 第三十七页，编辑于星期二：十三点 四十二分。
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HPLC
CEC
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填充柱电色谱
定义: 固定相填充在毛细管内
制柱步 骤
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优点：
缺点：
制备步骤繁琐
重现性较差
优势：高的柱 效；丰富的固 定相资源
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整体柱电色谱
定义：在毛细管内原位聚合反应或固化 ，形成均一整体的 固定相。
100 million $
1500
1330
1200
1180
934
900
614 706 812
600 350 452
300
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Chem. & Eng. News, 2001, Vol. 79, No. 40, pp79
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基于聚丙烯酰胺的整体柱
Research groups: Hjerten S. Freitag R. Novotny M.V.
Separation of polycyclic aromatic hydrocarbons
Fujimoto C, Fujise Y. Anal.Chem., 1996,68,2753~2757
颗粒固定化型整体柱
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优点： 整体式固定相 不需要制备柱塞
缺点： 填料性能会受到影响 本质上属于填充柱
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杂化材料整体柱
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第三十一页，编辑于星期二：十三点 四十二分。
第三十二页，编辑于星期二：十三点 四十二分。
• 开管柱电色谱 • 填充柱电色谱 • 整体柱电色谱
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开管柱电色谱
定义： 在毛细管内壁键合、涂覆固定相 优缺点：制备简单，柱效高
相比低，柱容量小
• 蚀刻法
• 溶胶-凝胶法
• 原位聚合多孔聚合物法
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J.J. Pesek, et al. J Chromatogr A,2000,887,31 C. Horvath, et al. J. Chromatogr. A,1999, 858, 91
Chromatogram for the separation of alkylbenzenes on a C8-erivatized silica monolith Experimental conditions: column, total length (TL)
of 30cm and effective length (EL) of 10cm; mobile phase, 5mM
第五十一页，编辑于星期二：十三点 四十二分。
Thank You!
第五十二页，编辑于星期二：十三点 四十二分。
选择性比CE 高
分析速度快，分析结果重现性好 可实现样品的富集和预浓缩
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基本理论
High Efficiency&High Selectivity
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Knox 研究表明：只要填料颗粒粒径0.5m,电渗流速度就与填料的大小 无关，与填充均匀程度也没有关系，所以分离效率高，重现性好。
1974年，Pretorius将电场引入毛细管填充柱色谱，分离了数种溶质。
1981年，Jorgenson 将10mODS填料填入170 m i.d.的Pyrex玻璃柱，
成 功分离了数种多环芳烃，第一次向世人显示了CEC 的巨大潜力。
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• 定义：以电渗流为驱动力，同时在毛细管内填充或在内 壁涂覆、键合或交联色谱固定相的一种微柱液相色谱技 术。