电气自动化专业外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法
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
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）。
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
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
毛细管电泳和毛细管电色谱
其他领域
毛细管电泳还应用于食品分析 、冶金、地质等领域，可用于 金属离子、矿物成分等的分离
和检测。
02 毛细管电泳技术
CHAPTER
进样技术
压力进样
通过施加压力使样品进 入毛细管，适用于大体
积样品。
电动进样
利用电场力驱动样品进 入毛细管，适用于低粘
电解质浓度
影响电场强度和离子迁移率。
温度
影响分子热运动和扩散系数。
毛细管材料和内壁处理
影响样品在毛细管内的吸附和分离效 果。
03 毛细管电泳实验
CHAPTER
实验流程
安装毛细管
选择合适的毛细管，将其插入 仪器，确保密封良好。
运行实验
设定合适的实验参数，如电压、 温度、检测波长等，开始实验。
准备毛细管电泳仪
进系统
用于将样品注入到毛细管中。
实验材料
毛细管
具有微米级内径的玻璃或石英管，是电泳的分离通道。
电解质溶液
用于提供电泳所需的离子环境。
样品
待测物质，需进行适当预处理。
清洗液
用于清洗毛细管和仪器，保持实验的准确性。
04 毛细管电色谱简介
CHAPTER
定义与原理
定义
毛细管电色谱（CEC）是一种将高效电泳分离与高效液相色谱的固定相相结合 的分离技术。
亲和电泳
利用特异性亲和作用进行分离 ，如抗体-抗原、酶-抑制剂等
。
检测方法
紫外可见光谱
利用紫外可见光谱检测分离出的组分。
电化学检测
利用电化学方法对分离出的组分进行检测。
荧光检测
利用荧光物质标记待测组分，通过荧光信号 进行检测。
外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品
毕业设计（论文）外文翻译Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法在无机元素中的应用电化学检测法在毛细管电泳和无机元素中的应用摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。
详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。
关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。
目录：1.简介--------------------------------------------------------------12.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------63.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------54.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1．简介毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法（激光诱导荧光检测法），而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法，尽管目前开发的还相对较少。
浅谈毛细管电泳电化学检测法及其在药物分析中的应用
浅谈毛细管电泳-电化学检测法及其在药物分析中的应用摘要：本文介绍了毛细管电泳和电化学检测法。
表达了各类分离模式和检测方式，并评述了近六年来，毛细管电泳电化学检测法在药物分析中的应用进展。
关键词：毛细管电泳；电化学检测法；药物分析；综述毛细管电泳具有分离效率高、快速和所需样品量少等特点。
应用范围包括无机离子、有机分子及生物大分子和对映体等，在分析化学、生物化学、分子生物学、药物化学、食物化学、环境化学和医学许多领域，有着广漠的应用前景。
毛细管电泳(CE)又称高效毛细管电泳(HPCE)或毛细管电分离法(CESM)，是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析技术，具有分离效率高(理论塔板数已达106-107/m)、快速(一样20min内即可完成一次电泳操作，乃至几分钟即可完成几十个阳离子或阴离子的分离)、样品用量少(仅需纳升级)等特点。
在近十几年中，CE 受到分离分析科学家的极大关注，成为生物化学和分析化学中最受人注视、进展最快的一种分离分析新技术。
1 分离模式毛细管电泳按分离模式的不同要紧可分为CZE, MEKC、CGE、CIEP、CITP、ACE (亲和毛细管电泳)、CAE (毛细管阵列电泳)等。
2 检测技术CE的检测技术以其高效、微量、快速等特点引发了普遍的重视，因为毛细管内径极小(一样为25-100微米)和纳升级的进样量，对检测器的灵敏度要求很高。
检测是CE中的关键问题。
目前己有多种检测器成功地用于CE中。
检测器检出限(mol/L)特点检测器检出限(mol/L)特点紫外可见吸收激光光热荧光非相干光诱导激光诱导折射指数10-5—10-610-7—10-810-7—10-810-10—10-1210-5—10-7近似通用，常规应用灵敏度高受激光波长限制灵敏度高灵敏度高，价钱高通用，简单，灵敏度低电导安培质谱放射间接紫外间接安培法10-5—10-710-8—10-910-7—10-910-9—10-1110-4—10-510-5—10-6通用灵敏度高，选择性好，微量仪器复杂，可取得结构信息灵敏度高，特殊操作CE中应用最普遍的是紫外/可见检测器，其灵敏度低，但通用性好，十分适合小分子的分析。
毛细管电泳中常用的检测方法
毛细管电泳中常用的检测方法毛细管电泳中常用的检测方法毛细管电泳(C E ) 以其高效、快速的分离, 成为一种令人瞩目的分析手段。
为了便于热量散失和进行柱上检$lJ , 采用了极小内径的毛细管(≤50 umi.d.) , 这样允许进样量就很小(10 一9 g )。
如此小的进样量要求有高灵敏的检测方法, 才能进行定性、定量分析。
紫外吸收法：一般, 常用于C E 的检测器是市售的紫外和荧光检测器。
当采用紫外一可见吸收法时, 石英毛细管壁的内涂层常常用有机溶剂溶解或灼烧而刮去, 使出现一个“小窗口” , 作为柱上检测的流通池。
内径很小的毛细管使得流通池的长度也相应很小, 检测灵敏度相当有限, 尤其在生物样品分析中常常需要先行样品预富集然后再检测, 以提高灵敏度。
在使用长方形徽面的毛细管进行电泳分离分析时,柱上检测的光学流通池长度明显增大, 使检测灵敏度提高7 1 5 倍。
采用高能量的光源, 如氨灯、激光等, 可较大地提高检测灵敏度, 但费用较高, 又因可供选择使用的人射光波长范围较窄, 限制了它的应用。
荧光检测法：荧光检测的灵敏度比紫外吸收法高几个数量级。
对于有适当的激发荧光和发射荧光的供试品, 采用激光诱导荧光检测法和光电倍增管, 可使检测灵敏度大大提高, 而对于绝大多数无自然荧光的化合物, 则必须进行柱前或柱后衍生化, 才能进行荧光检测。
间接检测法：对供试品进行衍生化的操作繁琐, 且易引入误差, 对于被测浓度极低的生物样品更是如此。
于是, 间接检测法应运而生。
间接检测就是在电泳缓冲液中加入具有检测响应的检测剂, 如发色团、荧光物质等, 作为本底响应,以产生基线信号。
供试品进样后, 供试品离子与反电荷的检测剂离子形成离子对, 或置换了检测剂的同电荷离子, 分别产生正峰和负峰,使基线信号发生改变而被检测。
在间接荧光法中, 被分析物能吸收荧光辐射或使本底荧光淬灭, 本底信号因此降低或消失而进行检测。
这种方法要求供试品必须能吸收荧光或淬灭荧光。
毛细管电泳电化学检测法测定蜂胶中的黄酮和酚酸
此外 ,缓冲液浓度是影响被测物迁移时间和分 离度的另一重要因素 。迁移时间和分离度随缓冲 液 浓 度 升 高 而 增 大。然 而 较 高 的 浓 度 ( > 50 mmoL /L )会引起被测组分的峰电流降低 , 产生较高的焦耳热 ,影响分离度和重现性 。综合考 虑峰电 流 、分 离 度 、分 析 时 间 和 缓 冲 容 量 , 选 择 50 mmoL /L (pH为 912)的硼砂为运行缓冲液 。 21113 分离电压和进样时间 改变分离电压 ,测 定槲皮素 、乔松素 、高良姜素 、咖啡酸 、对香豆酸和 阿魏酸的迁移时间与分离电压的关系 (混合标准 溶液的浓度 :槲皮素 : 110 ×10 - 5 g /mL ,乔松素 : 210
Vol130. No. 3 2011 - 3
80%甲醇 ,超声提取 30 m in,于 4 ℃静置过夜 ,经 0122μm 聚 丙 乙 烯 滤 膜 过 滤 , 滤 液 于 4 ℃避 光 保存 。 2 结果与讨论 211 电泳条件的选择 21111 检测电极电位 改变检测电位 ,测定槲皮 素、乔松素 、高良姜素 、咖啡酸 、对香豆酸和阿魏酸的 峰高与检测电位的关系 (混合标准溶液的浓度 :槲皮 素 : 110 ×10- 5 g /mL ,乔松素 : 210 ×10- 6 g /mL ,其余 均为 210 ×10- 5 g /mL ) 。提高检测电极电位峰电流 升高 ,峰电流在 + 0160 V 处快速上升 , 至 + 0190 V 后峰电流上升幅度减小 ,继续提高电极电位虽然可 以提高峰电流 ,但此时本底电流大幅增加 ,噪音明显 提高。综 合 考 虑 选 择 检 测 电 位 为 + 019 V ( vs. SCE) ,此时信噪比较高 ,电极的稳定性较好 。 21112 运行缓冲液的酸度和浓度 本实验选用硼 酸盐作为运行缓冲液 ,因为在碱性溶液中硼酸会与 多酚中的邻二酚羟基或邻二醇羟基形成配合阴离 子而增加溶解度 ,减少了因吸附造成的峰拖尾等 影响 。
毛细管电泳
毛细管电泳科技名词定义中文名称：毛细管电泳英文名称：capillary electrophoresis;CE定义1：以毛细管为分离通道、高压电场为驱动力的电泳分离分析法。
包括毛细管自由流动电泳、毛细管区带电泳等。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）定义2：以毛细管为分离通道、高压电场为驱动力的电泳分离分析法。
包括毛细管自由流动电泳、毛细管区带电泳、毛细管等电聚焦等。
应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片毛细管电泳（capillary electrophoresis，CE）又称高效毛细管电泳（high performance capillary electrophoresis，HPCE），是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。
毛细管电泳实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。
长期困扰我们的生物大分子如蛋白质的分离分析也因此有了新的转机。
目录基础理论双电层Zeta 电势淌度、绝对淌度和有效淌度电渗、电渗流和表观淌度分类特点仪器系统影响分离因素缓冲液pH值分离电压温度添加剂进样测定药物与蛋白结合常数质谱联用微全分析系统应用综述CE在药物制剂分析中的应用CE在药物杂质检查中的应用CE在中药分析中的应用CE在手性药物分析中的应用生物样本中的药物及其代谢产物分析展望基础理论双电层Zeta 电势淌度、绝对淌度和有效淌度电渗、电渗流和表观淌度分类特点仪器系统影响分离因素缓冲液pH值分离电压温度添加剂进样测定药物与蛋白结合常数质谱联用微全分析系统应用综述CE在药物制剂分析中的应用CE在药物杂质检查中的应用CE在中药分析中的应用CE在手性药物分析中的应用生物样本中的药物及其代谢产物分析展望展开编辑本段基础理论双电层双电层是指两相之间的分离表面由相对固定和游离的两部分离子组成的与表面异号的离子层，凡是浸没在液体中的界面都会产生双电层。
毛细管电泳电化学检测测定阿司匹林水解反应速率常数
收稿日期:2002-12-05 通讯联系人:曹玉华第20卷第2期Vol .20 N o .2分析科学学报JOU RNA L OF ANA LY T ICA L SCIENCE 2004年4月A pr . 2004文章编号:1006-6144(2004)02-0187-03毛细管电泳电化学检测测定阿司匹林水解反应速率常数曹玉华,汪 云(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214036)摘 要:本文利用毛细管电泳-电化学检测方法研究了阿司匹林水解产物水杨酸的浓度随反应时间变化的规律。
在pH 7.4的中性条件下,在不同温度下对阿司匹林水解反应速率进行了测定,并分别求得反应活化能E a 为786.8kJ /mol 。
关键词:毛细管电泳;电化学检测;阿司匹林;反应速率常数;水解中图分类号:O657.8;R917 文献标识码:A阿司匹林为最常用的解热镇痛抗炎药,解热、镇痛作用温和,抗炎和抗风湿作用较强,并有促进尿酸排泄作用。
但是,阿司匹林容易水解,其水解产物水杨酸对胃肠道有刺激作用,可出现恶心、呕吐等现象,严重时导致胃肠道出血[1]。
所以研究阿司匹林的水解反应速率及相关动力学常数有重要的意义。
阿司匹林水解反应为二级反应[2],如果保持溶液的pH 值恒定,可以认为阿司匹林水解反应是准一级反应。
目前已有一些研究阿司匹林水解反应的报道[3-5],但尚未见毛细管电泳法用于测定该药物的水解反应速率常数的研究。
目前,毛细管电泳-电化学检测(CE -ED )的应用主要用于定量分析领域,而将它运用于物理化学常数的测定还不多[6,7]。
将毛细管电泳引入到蔗糖、乳糖、麦芽糖水解的反应速率常数的测定中,取得了较为满意的结果[8,9]。
本文以碳圆盘电极为工作电极,用CE -ED 技术对阿司匹林水解反应速率常数及相关的反应活化能进行了测定,该法能直观地监测反应产物———水杨酸的电泳峰高随着水解反应的进程而发生的变化,方法直观、可靠,结果令人满意。
毛细管电泳
上一世纪后二十年分析化学领域中发展最迅速的分离分析方法
4
高效毛细管电泳（High-Performance CE）
高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了细内径的毛细管（ 一是采用了细内径的毛细管（ 2-75 µm ）； 二是采用了高达数千伏至数万伏的电压
毛细管电泳
Capillary Electrophoresis, CE
1
1937年，Tiselius(瑞典)将蛋白 质混合液放在两段缓冲溶液之间， 两端施以电压进行自由溶液电泳， 第一次将人血清提取的蛋白质混合 液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋 白； 发现样品的迁移速度和方向由 其电荷和淌度决定； 其电荷和淌度决定； 第一次的自由溶液电泳； 第一次的自由溶液电泳；第一 的自由溶液电泳 电泳仪； 台电泳仪； 1948年，获诺贝尔化学奖； 年 获诺贝尔化学奖；
14
5 HPCE中电渗流的流型 HPCE中电渗流的流型
电荷均匀分布，整体移动，电渗流的流动为平流，塞式 流动（谱带展宽很小）； 液相色谱中的溶液流动为层流，抛物线流型，管壁处流 速为零，管中心处的速度为平均速度的2倍（引起谱带展宽 较大）。
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6 HPCE中电渗流的作用 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； 电渗流的速度约等于一般离子电泳速度的5 各种电性离子在毛细管柱中的迁移速度为： 各种电性离子在毛细管柱中的迁移速度为：
10
(3)电泳淌度 电泳淌度(Electric Field Mobility，简称µep ) 电泳淌度 带电粒子在毛细管中，作定向运动的电泳速度与所在电场强度之比。电泳淌 度的单位用cm2/V.sec表示。 Ld/tm µep = Vep /E = ─── V/Lt Vep:电泳速度 E：电场强度 Ld: 毛细管入口端至检测器长度 (4) ξ电势(Zeta Potential) 电势(Zeta 参与形成双电层被毛细管表面吸附的一层离子与溶液中的游离阳离子之间会 产生一个电势，称为毛细管壁Zeta电势。毛细管壁为高电位区，中心点为低 电位区，毛细管的半径越大电位差越大，形成的ξ电势越大。
毛细管电泳—电化学检测联用技术及其应用研究
毛细管电泳—电化学检测联用技术及其应用研究【摘要】：毛细管电泳(CapillaryElectrophoresis,CE)是近二十年来发展最快的分离分析技术之一,是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展,进样量从微升水平进入纳升水平。
作为一种经典电泳技术与现代微柱分离有机结合的新兴分离技术,其研究和应用涉及环境分析、药物分离、生化分析等几乎所有的分析领域。
极细的毛细管内径带来了很高的分离效能,但同时也给样品组分的检测带来困难,因此对检测技术相应提出了较高的要求,发展了许多类型的检测器,有光学、电化学、质谱学检测器及化学发光等。
电化学检测中的安培检测技术,具有比紫外检测更高的灵敏度,且仪器简单、价格成本低、线性范围宽、操作简便,因而其与毛细管电泳联用后在分析化学领域得到了广泛的研究和应用,研究对象大到生命大分子,小到单细胞分析和无机离子分析。
近年来,随着人们对生活质量的关注,环境分析和药物分析也成为分析化学研究的重点和热点。
本论文探讨了毛细管电泳—安培检测联用技术在环境分析、药物分析等领域中的一些应用,主要内容分为以下六章:第一章绪论简单地概述了毛细管电泳(CE)的特点、分离模式、理论基础、联用的检测器、发展趋势以及毛细管电泳安培检测的理论研究和应用现状等,并简单介绍了本论文的目的和意义。
第二章毛细管电泳安培检测分离测定硝基苯胺位置异构体的研究采用简单的CZE分离模式,不加任何添加剂,在极端pH值条件下,成功地分离了环境中硝基苯胺类化合物。
研究了背景缓冲溶液、pH值、分离电压及进样时间等因素对分离的影响,在选定的实验条件下18min内实现了3种苯胺类化合物的分离,得到分析物的标准曲线、线性范围及加样回收率,同时测定了2种染料废水样品中被测物的含量。
结果表明该方法快速,准确,重现性好。
第三章毛细管电泳安培检测联用检测印染废水中的硝基苯酚异构体本文利用毛细管电泳—安培检测联用技术,通过在缓冲液中添加有机溶剂,成功地实现了硝基酚异构体的分离。
第十三章毛细管电泳CapillaryElectrophoresisCE
第二节 高效毛细管电泳的基本原理
➢ 溶质在毛细管区带电泳过程中的传递
含离子的溶液，在电场中所发生的物理过程 服从欧姆定律，当有直流电通过溶液时，阴离子 向阳极迁极，阳离子向阴极迁移，溶液的导电率 取决于离于浓度和其迁移率(又称淌度，即指溶质 在单位时间和单位电场强度下移动的距离)。离子 迁移率以μ表示，其大小受溶质的电荷／离子大 小比例所控制。
对于大分子或胶体，其关系可表示为
ep
2 3
•
f
• K
➢ HPCE分离，几乎都是在熔融石英毛细管 中完成的，熔融石英是一种高度交联的 SiO2聚合物，具有很好的抗拉强度。石英 毛细管表面含有许多硅酸基（Si—OH）， 在一定的条件下可离解。使表面带有负电 荷。
由于表面带负电，因此，带负电荷的 离子被表面排斥，而带正电均离子则被毛 细管壁吸引。
➢ 毛细管电泳，又称高效毛细管电泳
（High Performance capillary electrophoresis，HPCE），
它不同于经典的区带电泳，有如下特点：
（1）它是在内径（10～200）μm的石英毛细管 中进行的，在毛细管中的散热较好，沿着管截面的 温度梯度很小，因此，可以提高加在毛细管两端的 电压，所加电压可高达几十千伏。
υep ＝q·E／f
将上述表达式合并，作为电泳迁移率（或电泳 淌度）μep 。表示式，则
μep＝υep／E＝q士／6πηr
电泳迁移率定义为பைடு நூலகம்一种质点在每单位电场强 度下的稳态速度。
μep 值的大小，取决于分子的净电荷数及 其摩擦性质，（分子大小和形状）以及 所用介质的介电常数ε和粘度η。因而， 对于每一种质点，在电场作用下的迁移 均具有特定的速度。
毛细管电泳电化学检测法测定胡黄连中香草酸和阿魏酸的含量
收稿日期:2002-12-12;修回日期:2003-09-13作者简介:曹玉华(1964-),女,江苏通州人,副教授,博士.毛细管电泳电化学检测法测定胡黄连中香草酸和阿魏酸的含量曹玉华,汪云(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214036)摘要:采用毛细管电泳电化学检测法测定了胡黄连中香草酸和阿魏酸的含量;研究了电极电位、运行缓冲液的浓度和酸度、电泳电压及进样时间等对电泳的影响,得到了最优化的测定条件;以直径为300μm 的碳圆盘电极为检测电极,工作电极电位为0.8V (v s .SCE ),在50mm ol/L 硼砂(p H 8.4)运行缓冲液中,上述两组分在8m in 内完全分离;香草酸和阿魏酸线性范围分别为5×10-4～1×10-6m ol/L 和1×10-3～1×10-6m ol/L ,检出限分别为4.2×10-7和3.0×10-7m ol/L ;7次平行进样的相对标准偏差(RS D )为2.2%和2.8%,回收率(n =3)分别为99%和103%,该法灵敏可靠,结果令人满意。
关键词:毛细管电泳;电化学检测;胡黄连;香草酸;阿魏酸中图分类号:O657.8;Q949.777.8文献标识码:A文章编号:1004-4957(2003)06-0095-03胡黄连为玄参科植物胡黄连的根茎[1],具有清热凉血、燥湿消疳的作用[2],用于治疗肝脏、肺部疾病,也可治疗慢性痢疾[3]。
主要含胡黄连素、胡黄连醇、D -甘露醇、香草酸、三棕榈酸甘油脂、类倍半萜挥发油及少量的阿魏酸等芳香酸。
1995年版的《中国药典》是以香草酸为胡黄连的质量检测依据。
已有薄层扫描[4]、高效液相色谱[5,6]、毛细管电泳-紫外检测[7]用于胡黄连中的酚酸、胡黄连甙的分析。
毛细管电泳(CE )具有分离效率高,消耗样品少,无需昂贵的色谱柱与复杂的前处理等诸多优点,且电化学检测(ED )对于电活性物质不仅具有较高的灵敏度,且具有选择性,对于复杂的中药测定体系,CE -ED 法极具潜力。
毛细管电泳法-电致化学发光
苏州大学研究生考试答卷封面考试科目：考试得分：________________ 院别：材料与化学化工学部专业：分析化学学生姓名：饶海英学号：20114209033授课教师：考试日期：2012 年 1 月 6 日毛细管电泳-电致化学发光联用技术在分析上的应用趋势摘要：电致化学发光(ECL)方法已经在HPLC和流动注射、免疫分析、DNA探针分析应用，成功用于疾病诊断、临床分析、DNA测序等领域。
近些年，该技术已成功与毛细管电泳(CE)技术联用，显示出快速，高效，灵敏等优点，本文论以ECL-CE联用技术在药物分析方面的研究进行了总结，并且展望了该联用技术的发展前景。
关键词：毛细管电泳分离电致化学发光毛细管电泳法(CE)作为一种新型微量分离技术, 具有分离效率高、分析速度快、样品消耗量少、装置简单等优点, 已广泛应用于复杂物质分离检测中。
由于其进样量低( nL级) , 因此对检测器的灵敏度有较高的要求。
发展高选择性、高灵敏度的检测技术用于CE成为分析科学的研究热点。
电致化学发光( ECL)是电化学技术和化学发光方法结合在一起的一种高灵敏检测新技术, 具有灵敏、原位、高选择性和高重复性等优点。
将CE与ECL联用, 兼有CE的高分离率及ECL的高灵敏度等特点, 可直接用于样品中微量组分的分离和测定[ 1]。
因此, CE-ECL在药物分析、生物样品分析、环境分析、食品分析等各领域得到了越来越广泛的应用。
1 毛细管电泳-电致化学发光联用技术概述1.1 CE-ECL技术的原理电致化学发光或电化学发光( Electrogenerate Chemilumnescence or Electrochemiluminescence ,简称ECL) 是在化学发光基础上发展起来的一种新的分析方法,其基本过程是在电极表面产生电活性物质经历电子转移反应形成激发态，之后激发态能量一光的形式释放出来，利用检测器对光信号进行检测，对物质定性定量的分析。
毛细管电泳
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。
18
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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”；
焦耳热：毛细管溶液中有电流通过时，产生的热量； HPCE中的焦耳热与背景电解质的摩尔电导、浓度及电场强 度成正比。 温度每变化1，将引起背景电解质溶液黏度变化2%～3%；
R 2(t2 t1) W2 W1
23
9 影响分离效率的因素——区带展宽
(1)纵向扩散的影响
在HPCE中，纵向扩散引起的峰展宽：σ2=2Dt
由扩散系数和迁移时间决定。大分子的扩散系数小，可 获得更高的分离效率，大分子生物试样分离的依据。
(2)进样的影响
当进样塞长度太大时，引起的峰展宽大于纵向扩散。分 离效率明显下降；理想情况下，进样塞长度：
1948年，获诺贝尔化学奖；
2
经典电泳分析
利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方 法和技术叫电泳法或电泳技术。
按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳； 按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、 自由电泳； 传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无 法与其他分析相比。
3
毛细管电泳发展概述
c 加入有机溶剂如甲醇、乙腈，使 电渗流增大。
21
8 HPCE中的参数与关系式
(1)迁移时间（保留时间）
HPCE兼具有电化学的特性和色谱分析的特性。有关色谱 理论也适用。
t Lef Lef Lef L
ap ap E ap V
V—外加电压；L—毛细管总长度；
(2)分离效率（塔板数）
毛细管电泳分析技术的使用方法
毛细管电泳分析技术的使用方法毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）是一种基于电场作用在毛细管中对溶液中带电分子进行分析和分离的方法。
这种分析技术广泛应用于药学、食品安全、环境检测等领域。
本文将介绍毛细管电泳分析技术的使用方法，包括样品准备、背景电解质的选择、操作步骤、结果解读等方面。
一、样品准备在进行毛细管电泳分析之前，需要对样品进行准备。
首先，要保证样品的纯度和浓度。
若样品存在杂质，可能影响电泳分析的准确性。
其次，要选择合适的溶剂来溶解样品，避免样品组分的析出或溶解度的不足。
最后，需要对样品进行过滤处理，去除悬浮颗粒和固体杂质，以避免堵塞毛细管。
二、背景电解质的选择背景电解质（Buffer）在毛细管电泳中起到平衡电荷、调节pH值和提供可控电导率的作用。
选择一个适当的背景电解质对于保持稳定的电泳性能非常重要。
常用的背景电解质有磷酸盐缓冲液、甘氨酸缓冲液等。
选择时应考虑样品的特性，如酸碱性、离子强度等。
三、操作步骤1. 准备毛细管：首先要选择合适的毛细管，通常为多孔硅毛细管或厌氧硅毛细管，其内径一般在25-100 μm之间。
将毛细管切割至适当长度，并使用电泳缓冲液填充。
2. 运行条件设定：设置电压，通常为10-30 kV，电压过高或过低都可能影响分离效果。
调节温度，电泳分析通常在20-30℃进行，可根据具体分析物的特性进行调整。
3. 样品注射：将样品通过毛细管的一端注入，在电场的作用下，样品被迫进入毛细管。
4. 运行分析：开启电源，启动电泳分析。
分析过程中要注意检测信号的稳定性和峰形，判断分离情况。
四、结果解读在毛细管电泳分析完成后，需要对结果进行解读。
主要通过对峰面积、峰高度、电泳时间等参数进行分析，以获得所需的定性或定量信息。
同时，可以通过与标准物质进行比较来确认分析物的存在、纯度和浓度。
在解读结果时，需要注意以下几个方面：1. 峰的形状：正常情况下，峰应呈现尖峰形状，表示分离良好。
毛细管电泳法
数据处理 检测器 电极 缓冲液
进样方法
1、电动进样 也称电迁移进样.
方法:将毛细管的进样端插入装有试样溶液的 试样管中，试样管中插入电极，与检测端 的缓冲液间施加进样电压，并维持一定时 间，试样溶液在电泳和电渗流作用下进入 毛细管，然后再将试样溶液换成载体缓冲 液，电泳即可进行。
电渗流的意义
电泳过程中，伴随着电渗现象 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。
毛细管凝胶电泳综合了电泳技术和平板 凝胶电泳的优点 : 1. 电泳峰尖锐，柱效极高 2. 短柱上实现极好的分离 3. 试样容量为10－12g 主要缺点:制备柱较困难，寿命较短 已成为分离分析生物大分子如蛋白质、 多肽、核 酸、DNA等强有力的工具。 例应用CGE分离与激光诱导荧光检测相 结合，用于DNA序列快速分析。
电泳溶液硼砂30 mmol.L-1 (pH 9.43),检测波长295 nm,34 kPa.s压力进样，17 kV恒压电泳，电泳时间10 min，电泳温度 20℃，进样分析溶液中均含硼砂3.0 mmol.L-1 (pH=9.43)。 为消除进样等因素所引起的误差，采用内标定量法。实验 发现p-NBA出峰时间在LIG与FA之间，在优化条件下样品中杂 质对其无干扰，峰形好，用它作内标可明显改善分析精密度， 故选定p-NBA为内标，在进样分析溶液中浓度为60 μg.mL-1。
若某一区带的离子进入前一区带， 由于 电场强度变小而减速，由若进入到下区 带，由于电场强度变大而加速， 都退回 到原区带, 结果导致各区带形成鲜明的 界面.
毛细管电泳-电化学发光法检测鳀鱼中氧氟沙星
毛细管电泳-电化学发光法检测鳀鱼中氧氟沙星毛细管电泳-电化学发光法检测鳀鱼中氧氟沙星氧氟沙星是一种广泛使用的激素类药物，常用于畜牧业生产中预防和治疗家禽、家畜的感染病。
然而，该药物在鱼类养殖中的应用也较为普遍，因此对其在鳀鱼中残留量的检测显得尤为关键。
为了保证鱼类及其产品的质量安全，必须采用敏感、准确、可靠的检测方法进行检测。
毛细管电泳-电化学发光法（CE- ECL）是近年来快速、高灵敏度的分离与检测技术。
该技术结合了毛细管电泳（CE）和电化学发光（ECL）的优势，其基本原理是利用毛细管电泳对药物分子进行分离，然后通过电化学发光技术对制备的荧光体系进行检测，使得荧光信号具有较高的灵敏度和非常强的特异性。
在鳀鱼样品中检测氧氟沙星残留量的首要步骤是样品制备。
样品制备包括样品的处理、提取和净化。
样品的处理过程中需要使用离心机进行离心分离，以获得鱼肉、骨和脂肪等成分。
样品提取中使用甲醇进行提取，然后使用二氯甲烷进行净化。
这种提取方法能够减少基质的干扰，提高分析的精确性。
毛细管电泳则是将样品中的氧氟沙星分子根据电荷和分子大小进行分离。
在分离的过程中，需要注意电泳缓冲液的选择，以获得最好的分离效果。
常用的缓冲液包括硼酸、磷酸和乳酸缓冲液等。
对于CE-DDS系统来说，荧光体系是需要制备的，且直接与样品中药物的检测结果有关。
通常，荧光体系是由荧光物质、辅助的电化学还原剂和添加剂组成。
在CE分离完成后，通过荧光物质的固有特性发出光信号，从而得出检测结果。
此外，对于该检测方法的灵敏度、准确性和特异性等也需要进行优化，包括选择合适的电化学还原剂、荧光物质和添加剂，优化荧光体系的pH值，控制样品注射的时间和分离的电压等。
总的来说，毛细管电泳-电化学发光法是一种理想的检测方法，具有快速、高灵敏度、高特异性、不需要复杂的预处理和抽提过程等优点，能够满足对鳀鱼中氧氟沙星进行快速、准确、灵敏度高的定量分析需求。
随着该技术的不断发展和完善，相信该检测方法在鱼类中药物残留检测中发挥的作用也将越来越大。
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中文译文：电化学检测法在毛细管电泳和无机元素中的应用摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。
详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。
关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。
目录：1.简介--------------------------------------------------------------12.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------63.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------54.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1．简介毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法（激光诱导荧光检测法），而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法，尽管目前开发的还相对较少。
相对套色板离子法来说（其他和以前一般化的检测方法）他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。
由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难，而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到，或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。
关于这一情况或许有两种解释。
首先由于高性能流体套色板的广泛应用，我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法，许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上这一路线并且将其纳入他们已有的毛细管电泳仪器检测中去了。
其次应由于可分离的高电压与电化学检测有着本质的矛盾，在以前，通常借助于精密的设计来克服这一问题，但在最近几年，通过设计正确的系统，这不再成为问题。
三种不同的电化学检测方法有一个共同的本质上的特点，那就是比光学检测要简单的多。
我们可以直接得到电信号而不用借助于中间参数（例如光学检测法中的辐射强度）。
检测器仅仅包含三个或更少的小电极和一些非常简单的电路，而光学检测法需要有光源、单色光镜、光学检测器和光学聚焦。
在光学检测法中，细胞的体积大小直接影响到光信号的传播路径，也正是因为此，需要求毛细管的直径应尽可能的大。
而对于电化学检测法，细胞的体积大小仅仅影响电导率的测量。
在安培检测法中，影响信号的只是电极的位置，而细胞的大小则限制在可应用的样品体积内；在电位检测法中，信号与传感器的大小、细胞的体积和毛细管的直径完全无关。
但是另一方面，在光学检测法中，我们可以在应用于毛细管的可分离电压中设计完全绝缘而不受可分离电压干扰的光电隔离检测器。
电导检测法可以被认为是大众化的方法，而安培检测法则受到电活化离子的限制，电位检测法对于一些变化多样的小离子来说则无能为力。
安培检测法有非常低的检测限，而光学检测法的吸收性和荧光性的测量也受到表现出不同属性的离子的限制。
由于这个原因，我们经常用间接的光学方法取代直接对分析物的检测而进行辅助检测（强制来获得整体的中性电荷）。
当分析物不能被直接检测到的时候，这一方法也可应用于电化学检测法中。
利用分析物的化学衍生物检测也是一个可行的做法。
但这些方法都不太理想，因为间接检测只被限制在一个很小的范围内而衍生物又使测量过程更加复杂。
在实际应用中，对检测方法的选择首先要利用被检测物的内在特性作为直接检测对象，然后还要立足于其可实现性和要求检测的上下限。
而当检测几个不同元素且又不可能具有同样的检测属性时，必须要找到一种折衷的方法。
2.电导检测法2.1原理在此方法中运用溶液中离子电荷的导电能力，当施加电压时会在两个电极之间产生电流，并根据欧姆定律测量出低阻抗或电解溶液的导电率。
为了防止电极周围产生氧化还原反应，通常使用频率为1KHZ的交流电。
如果使用更高赫兹的交流电，可能会产生与溶液无关的电极从而与样品以外的细胞产生联系。
[16]溶液的电导率（L）与电极的面积（A）、它们之间的距离（I）、电荷的积聚度（C）以及它们在电场中的迁移率有关，根据等式（1）：A∑λ（1）L= c i iI离子的流动性与它们的大小（水合离子的半径）和电荷数量的多少有关，顺便值得一提的是，对于电泳分离的离子也有与此下相同的性质。
因此电导检测法不具有可选性，是一种单机方法，这就对样品组成的大体环境有了一定的限制。
所有离子在电压下都会有相应反应，而这恰恰是分离离子检测法所需要的，也正因为这一原因，电导检测法被广范的应用于离子套色板中。
[17]一方面这一特点使所有本底离子做出相应的反应，例如那些在离子套色板中的缓冲液或PH值的反应和在毛细管电泳中的离子强度缓冲器和分析离子中的抗衡离子的反应。
另一方面的原因是传导等式中包含了所有情况的总和，较高的电导率会降低分析物检测的限制。
因此所谓的压力检测法被广泛应用于离子套色板的方法中，这里隐藏的离子在检测前被从流体中移除。
同样值得注意的是等式中电极的面积和电极之间的距离与细胞的体积有关，因此也对测量信号有一定的影响。
2.2实现方法在以前的毛细管电泳法和等速电泳系统中，通常使用电位梯度检测法[8-11]。
这里，由于电场效应在溶液中产生的电位检测区域可以通过单电极或一对惰性电极检测。
如果电导率不同，那么在分离的毛细管中的电压降也就不一致。
由于传导率的这一特性，我们可以直接检测这一性质而不需要测量信号，这是一个很不错的方法。
但是，可以想到相对于正常的交流模式的传导率测量方法，这会导致更多的内部干扰。
或许正是因为此原因这一方法没有受到广泛的接受。
在早期的研究中，会使用的孔径来分离毛细管，电极检测器被直接安置在分离的毛细管电极终端的前面。
这可以由图一看出，为了避免检测到血管中的电压梯度，将两个电极方向相反相互垂直的安放在管道的两侧。
通过合理的设计交流检测电极，同样可以达到直流低频的效果。
在Huang etal的首篇关于现代硅土毛细管的电导检测介绍中，通过激光打孔技术在血管壁上打了两个小孔以便安放两个检测电极。
更简单的安置技术在中有相关介绍。
[14]后面的这一安置方法中，一个电极被喷墨裱好后直接放在血管的外侧，另一个电极放在一个有一定距离的缓冲容器中，如图1.B所示。
图1 电导检测法（A）:由两个检测电极（DE）线性排列，对电极独立接地的简易装置(GND)。
（B）:由单个检测电极和对电极接地构成。
这样电泳就可以通过电导率来衡量。
电导率信号可以通过放置在外侧的电极来放大，因为这样可以在相反的电极上获得较大的流体横截面，这一几何形式会直接导致外围电场的损失。
关于电化学检测的商业化设备现在已经可以进行联合制作了。
[14]10-MOL/L。
压力一般的电导检测的检测范围和注射试样相对较高，大概在5检测允许的检测范围的浓度可达710-MOL/L。
[15-18]可通过使用弱酸来移除缓冲离子或在使用离子交换剂通过隔膜来提取非离子物质，释放质子或氢氧离子。
为了使毛细管实现电泳而不增加谱带宽度，常采用一个相似体积的离子交换剂附在以分离的血管电极细胞前面，如图2所示。
为了检测更低一级，比起无压力电导检测法和使用了缓冲器的检测法，这种实现方法将会更加复杂。
图2 由化学池压力器组成的电导检测电泳的接地端在溶液受到压力器作用的容器中，可以通过测量柱体末端的对地极或系统中的两个独立电极来获得电导值。
另一种降低检测限的方法是使用样品堆栈的方法，其浓度可达1ppb。
关于低ppb的混合物的电泳图如图3所示。
但是样品堆栈仅适用于低离子强度，为获得足够精度则需进行内部标准化。
图3 使用电导检测法对标准低浓度样品的电化学图谱[14]近来一种遥控电导检测法正在引起人们的注意。
两个管状电极放置在毛细管上，在连接处检测器的体积会形成电容，所以需采用40KHZ的交流电。
这一装置的构造非常简单并允许连接两个检测器。
这一检测方法与末端管状检测相比有一定的局限性。
3.安培检测法3.1原理安培检测法主要基于分析物在工作电极的氧化还原反应原理，因此它的使用范围不像电导检测法那样广泛，但另一方面，它却可以实现低检出限。
通常安培检测法中的电流（i ），与电极面积（A ），交换电荷数（n ），法拉第常数（F ），扩散系数（D ），扩散层浓度(δN )和待分析物浓度（c ）有关，如式（2）： δN CAnFD i -= （2）安培检测法实现的先决条件是提供的阳极或阴极电压能在分析物上产生氧化还原反应，在电极反应这一过程中溶液的浓度不能有较大的改变。
对于毛细管电泳中较小体积的细胞，不会出现这种情况但在完全电解的溶液附近则有可能发生。
这一方法通常被称为电量分析法，但两种方法又不能清楚的区分开来。
这一小部分用于氧化还原反应的分析物被称作库仑效率，高灵敏度的检测往往要求较高的库仑效率。
当应用于系统的电压不稳定时常采用脉冲安培检测法（例如通过累积电极表面反应的产物），在这一方法中，通过一开始施加很高的阳极电压使生成物和电极表面本生产生氧化反应，从而使电极不断被清洗。
伴随这一过程，阴极会发生还原反应而又重新生成纯金属和正常的工作电压。
不同的分析物性质决定了应用不同的电极材料，对于起决定作用的阳极离子来说，水银电极被证明是可行的。
因为水银可承受较宽范围的阴极电压，并且还原反应的产物会和水银化合，从而可以保护电极的表面。