毛细管电泳法

粘度
毛细管电泳法
2 电泳和电渗
表观电泳淌度 µap
μap=υap/E
υap为离子的表观迁移速度
υap=υef +υeo µap= µef + µeo
毛细管电泳法
3 分离效率和分离度
分离效率 柱效可以用理论塔板数n表示
n = (µep+µeo) V l /(2DL)
毛细管电泳分离的柱效方程 理论塔板高
时间宽度
Ws =（Wt﹒l/tm）-Wd
பைடு நூலகம்
空间宽度
检测器的窗口宽度
毛细管电泳法
4 区带宽度及其展宽因素
区带宽度展宽因素 1. 焦耳热 2. 进样 3. 电泳扩散 4. 毛细管壁对组分的吸附
毛细管电泳法
4 区带宽度及其展宽因素
焦耳热
温度轮廓 ---- 黏度轮廓 ----速度轮廓
细内径（<100µm），粗外径的毛细管柱
H =L / n n = 5.54(χ/ W½)2 实验上可按上式求出理论塔板数
χ为电泳图上从起点至电泳峰最大值之间的距离
W½为电泳峰的半高峰宽
毛细管电泳法
3 分离效率和分离度
分离度
电泳中两峰的分离度（Rs），也称为分辨率，它 表示了淌度相近的组分分开的能力，可表达为
Rs= （n 1/2/4）×（ Δυ /υ平 ）
毛细管电泳法
固液两相间的 总电势-热力学 电势-φ0
Zeta电势-ζ
毛细管电泳法
2 电泳和电渗 电渗流的流型特点
电渗流 塞流
HPLC 层流
毛细管电泳法
2 电泳和电渗
电渗流的表示
电渗流的大小可用淌度(μeo)或电渗流系数表示
μeo =υeo / E = l /( teo﹒E )
电渗流速度 毛细管有效长度 电渗流流出时间 电场强度
毛细管电泳法
2 胶束电动色谱
胶束电动色谱的应用特点:
使毛细管电泳不仅能分离离子化合物，而且还能分离 中性化合物.
比高效液相色谱更为高效. HPLC 分离柱效为5000－25000理论板数/m MEKC 可达到50000－500000理论板数/m
比高效液相色谱更为高速.MEKC分离时间通常小于 30min，但达到相仿效率的毛细管LC，需要更长的 时间。
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 管中按其淌度或和分配系 数不同进行高效、快速分 离的电泳新技术，也称为 高效毛细管电泳。
20世纪30－40年代 蒂塞利乌斯 (A.W.K.Tiselius） 建立了移动界面电泳，将电泳发 展成分离技术 获得1948年诺贝尔化学奖
峰前展或拖尾？
毛细管电泳法
4 区带宽度及其展宽因素
毛细管壁对组分的吸附
电泳峰拖尾或变形，甚至消失。 抑制吸附作用常用的方法有：
●使用极端pH条件 ●加入中性盐或两性离子化合物 ●对毛细管内壁进行涂层处理
需要注意：方法也会抑制或改变电渗流
毛细管电泳法
二 分离模式
1 毛细管区带电泳 2 胶束电动色谱 3 毛细管凝胶电泳 4 毛细管等速电泳 5 毛细管等电聚焦 6 毛细管电色谱
毛细管电泳法
2 电泳和电渗
电渗流的意义
1. 电泳过程中，伴随着电渗现象
分情况而论
2. 电渗流的速度比电泳速度快5－7倍
3. 利用电渗流可将正、负离子或中性分子一起向同 一方向，产生差速迁移，在一次电泳操作中同时 完成正、负离子的分离分析
电渗流是毛细管电泳分离的重要参数
控制电渗流的大小和方向，可提高毛细管电 泳分离的效率、重现性、分离度。
毛细管电泳法
1 毛细管区带电泳
CZE 也称为毛细管自由溶液区带电泳 毛细管电泳中最基本的操作模式，应用最广泛，是其
它各种操作模式的母体
毛细管电泳法
2 胶束电动色谱
电动色谱:是以电渗流驱动的一种色谱技术 胶束电动色谱 MEKC:是以胶束为假固定相的一种电动
色谱，是电泳技术和色谱技术的结合
加入高于胶束临界浓度的 表面活性剂
试样
检测器
电极 缓冲液
高压电源
（可高至30KV）
2 电泳和电渗
电泳 是指在电场作用下，溶液中的带电粒子作定向
移动的现象。 电渗 是指在电场作用下，毛细管或固相多孔物质内
液体沿固体表面移动的现象。
毛细管电泳法
2 电泳和电渗
电泳
行为与特性使用淌度描述 即单位场强(E)下离 子的平均电泳速度υ
μep=υ/E
实验中，只发生电泳时有效淌度
μef =υef ﹒ (L /V) =( l / tm )﹒(L /V)
毛细管有效长度
迁移时间 毛毛细管细电泳管法 总长度
电压
2 电泳和电渗
电渗
与固液界面的双电层有着密切的关系
在毛细管壁双电层的扩散层中的阳离子，相对于毛 细管壁的负电荷表面，形成一个圆筒形的阳离子鞘， 在电场作用下，溶剂化了的阳离子，沿滑动面与紧 密层作相对运动，携带着溶剂一起向阴极迁移，便 形成了电渗流（electroosmotic flow , EOF）。
毛细管电泳法
4 区带宽度及其展宽因素
进样
试样导入毛细管柱时，总有一定的试样区带长度。 细内径的毛细管柱时，进样操作的要求更为严格。
一般进样区带控制在柱长的1%
电泳扩散
试样区带中的缓冲溶液浓度或电阻率与毛细管其它地 方的浓度或电阻率不相等时，因两个区域电场强度的差异， 而引起区带电分散。
µs---µb
毛细管电泳法
2 电泳和电渗
µeo正比于Zeta电势和介质的 介电常数
改变电渗流的方法
反比于介质的黏度
Zeta电势正比于双电层厚度 和界面有效电荷密度
1. 改变外加径向电场
反比于介质的介电常数
2. 改变缓冲液成分和浓度
Zeta电势
3. 改变缓冲液pH 4. 加入添加剂
盐-离子强度 表面活性剂
5. 改变温度
Δυ相邻两区带的迁移速度差 υ平为两者的平均速度
Δυ / υ平表示分离选择性 n为柱效
毛细管电泳法
3 分离效率和分离度
分离度计算式
Rs = 2 (tm2 - tm1 ) / ( W1 + W2 )
tm1、tm2 分别为两个组份的迁移时间 W 为峰底的宽度
毛细管电泳法
4 区带宽度及其展宽因素
区带宽度
1981年 J.W.Jorgenson,K.D.Lukacs实验上和理论 上为毛细管电泳的发展奠定了基础。 上一世纪后二十多年分析化学领域中发展最迅速的分离 分析方法。
主要内容
毛细管电泳的原理 分离模式 进样与检测 毛细管电泳的应用
一 毛细管电泳的原理
1 装置
电极 缓冲液
毛细管
数据处理