毛细管电泳的应用

高分辨：峰分离效率超过1百万理论塔 板数，一般可达几十万。 理论塔板数=5.54(tR/w1/2)2。 分离度=2（tR2-tR1）/w1+w2，一般要大 于1.5。
高效毛细管电泳
普通色谱
高效毛细管电泳
普通色谱
速度快：许多分析在10分钟内完成。
进样少：一般需要毫微升的进样量。
成本低：一般只需要可长期使用 的毛细管和极微量的可自己配制 的缓冲液。
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低 pH 高 pH
pI
毛细管等速聚焦电泳（ITP）的分离原理： 毛细管内首先导入具有比被分离各组分高电 泳淌度的前导电解质（Leading Electrolye）， 然后进样，随后再导入比各分离组分低电泳 淌度的尾随电解质（Terminating Electrolye）。在强电场的作用下，各被分离 组分在前导电解质与尾随电解质之间的空隙 中发生聚焦分离。
毛细管区带电泳分离中的有关因 素： 工作电压：分离柱效随电压的增 大而提高。
缓冲液：磷酸、醋酸、硼酸。 注意pH和浓度的控制。
pH选择三原则： 1、缓冲液的pH必须比被分离物 质的等电点高或低1个pH单位， 以便得到合适的电泳淌度。
2、在条件许可的情况下尽可能采用酸 性缓冲液，使得毛细管壁上的吸附和 电渗流降低，提高毛细管涂层的寿命。
毛细管等电聚焦电泳（IEF）的分 离原理：两性电解质在分离介质 中的迁移形成pH梯度，各种具有 不同等电点的蛋白质按照这一梯 度迁移到它们的等电点的那个位 置，并在该点停下，由此产生一 条非常窄的聚焦区带，并使不同 的蛋白质聚焦在不同的位置上。
毛细管等电聚焦的运行过程可分 为三个步骤： 1、进样。把样品与两性电解质混合 并进样。 2、聚焦。加高电压3-4分钟。 3、迁移。阴极的缓冲液换成盐类 后，再加上电压，使末端引起梯度降 低，让级分一个一个通过检测器。
毛细管电泳是在散热效率极高的、空 芯的、微小内径（10-200μ m的毛细 管内进行的大、小分子高效分离技术。
毛细管电泳的主要优点： 1、高灵敏度 2、高分辨 3、速度快 4、进样少 5、成本低
高灵敏度：紫外检测器的检测极 限在10-13—10-15mol之间，荧光检 测可达10-19—10-21mol。
添加剂 无机盐 有机溶剂 尿素 磺酸 阴离子表面活性剂 纤维素衍生物 功 能 改变蛋白质结构 增加溶解度，减少电渗流 增加蛋白质溶解度， 使低聚核苷酸变性 离子对作用，疏水作用 改变毛细管壁的特性 减少电渗流，提供一个 筛滤介质 覆盖硅烷基团
胺类
毛细管凝胶电泳（CGE）的分离原理： 用凝胶物质作为支撑物进行分离的区 带电泳，被分离物在通过装入毛细管 的凝胶时，按照各自分子的体积大小 逐一分离。
高效毛细管电泳的应用 1、毛细管电泳的定义 2、几种毛细管电泳的分离原理 3、毛细管电泳的基本配置 4、毛细管电泳的应用领域
一、毛细管电泳的定义
电泳：电解质中带电粒子在电场 作用下，以不同的速度向电荷相 反方向迁移的现象。
传统电泳会在电解质离子流中产 生自热，引起径向粘度和速度的 梯度，从而导致区带展宽、降低 效率。
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3SO3-
SO3-
在MECC的系统中存在两个相： 流动的水相和起到固定相作用的 胶束相，被分离物在这两个相之 间分配，由于它们在胶束中具有 保留能力而产生不同的保留时间。
MECC的优点： 1、极高的分离效率。5万—50万 理论塔板数/m。 2、分离速度快。一般20分钟左右。 3、可分离中性化合物。
NA、DA的激光诱发荧光检测法： 衍生：在有CN-硼的酸缓冲液中用 NDA衍生。 缓冲液：磷酸缓冲液，pH=7.05左右。 NA、DA的检测限为2x10-10 M。
谢谢大家！
样品
-
尾随电解质
前导电解质
+
三、毛细管电泳的基本配置
毛细管、毛细管卡盒。47cm、57cm、 67cm；5--200μ m。
进样系统：气压进样、电压进样。
冷却系统（恒温系统）:液冷、风冷。
高压系统:1—30kV。
毛细管电泳的检测器：紫外检测器、 二极管阵列检测器、激光诱发荧光检 测器、电化学检测器、质量（质谱） 检测器等。
四、毛细管电泳的应用领域
ຫໍສະໝຸດ Baidu
小型离子 小分子 肽类 蛋白质 低聚核苷酸 DNA
毛细管电泳的应用选择
小型离子 小分子 肽类 蛋白质 低聚核苷酸 DNA CZE MECC CZE CZE CGE CGE ITP CZE MECC CGE MECC ITP IEF IEF CGE ITP ITP
Glu、Asp的激光诱发荧光法检测： 衍生：在有KCN的硼酸缓冲液中用NDA （Naphthalene-2,3-dicaroxaldehyde，可标记 儿茶酚胺、氨基酸、肽等)衍生。 缓冲液：加环糊精的硼酸缓冲液。β -环糊 精的效果比α 、HP-β 、γ 型好。 环糊精加入缓冲液后，使Glu、Asp的荧光 效率提高，分离时间下降，分离率提高。
凝胶分为无机凝胶和有机凝胶或分为 物理和化学凝胶。无机凝胶有多孔硅 胶、多孔玻璃，有机凝胶有葡聚糖、 交联聚丙酰胺和环脂糖等。
物理凝胶
化学凝胶
毛细管胶束电动力学毛细管电泳 （MECC）的原理：当把离子型表面 活性剂加入缓冲液中，并且其浓度足 够大时，就结合在一起形成球体，称 为胶束。通常是十二烷基磺酸钠 （SDS）。
毛细管电泳的分类： 1、毛细管区带电泳（CZE） 2、分子体积排除（筛滤）电泳或 凝胶电泳（CGE） 3、等电聚焦电泳（IEF） 4、胶束电动力学电泳（MECC） 5、等速聚焦电泳（ITP）
二、几种毛细管电泳的分离原理 （CZE、CGE、MECC、IEF、ITP）
毛细管区带电泳（CZE）的分离 原理： 基于各被分离物质的净电荷与质 量之间比值的差异，不同离子按 照各自表面电荷密度的差异以不 同的速度在电解质中移动，而导 致分离。
毛细管电泳的分离原理：在自由 区带电泳（CZE）中，电泳的移 动（带电荷分子朝相反极性的电 极方向移动）和电渗流（在毛细 管内壁上的电荷和应用的势能而 引起的电解质流动）的结合导致 了分离。
_ + +
高电压 _ + + -
_ + +
_ _ + -
_ +
检 测 器
++
_
缓冲液
毛细管
缓冲液
电渗流的大小取决于电场强度、电 解质的pH、缓冲液的组成和离子强 度、内磨擦和毛细管表面等特点。
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3、在分离蛋白质中，蛋白质的等 电点低于缓冲液pH时，极性放置 是：+ → -，反之应是：- → +。
缓冲液的浓度选择： 在一般情况下，浓度增加被分离 物质的迁移速度下降，有利于分 离效果的提高，但随着缓冲液浓 度的增大，粘度增加，电渗流和 焦耳热增大，给分离造成反作用。
缓冲液中不同添加剂的选择：