毛细管电泳及其应用
毛细管等速电泳
将毛细管等速电泳应用于食品安全检测，如食品添加剂、农药残 留和毒素检测等的分离机制，以提高毛细管等速电泳的分离效果和效 率。
联用技术
将毛细管等速电泳与其他分析技术联用，如质谱、光谱等，以提高 检测灵敏度和准确性。
微型化与便携化
研究开发微型化和便携化的毛细管等速电泳设备，以满足现场快速检 测的需求。
毛细管等速电泳
目录 CONTENT
• 毛细管等速电泳简介 • 毛细管等速电泳实验技术 • 毛细管等速电泳在生物医学中的
应用 • 毛细管等速电泳的优缺点 • 毛细管等速电泳的未来发展
01
毛细管等速电泳简介
定义与原理
定义
毛细管等速电泳是一种利用电场 对带电粒子进行分离的电泳技术 。
原理
在毛细管中施加直流电场，带电 粒子在电场的作用下以不同的速 度进行迁移，通过不同时间到达 检测器，从而实现分离。
标准品
用于校准和验证实验结果。
实验步骤
准备毛细管和电解质溶液。
01
打开电泳仪电源，设置实验参数，如电压 、电流和温度等。
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将毛细管连接到电泳仪上，并确保密封良好 。
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注入电解质溶液和标准品，开始电泳分离 。
通过检测器检测带电分子，记录数据。
05
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分析数据，得出结论。
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毛细管等速电泳在生物医 学中的应用
高效进样技术
优化进样技术，减少样品在毛细管内的扩散和稀 释，提高检测灵敏度和准确性。
自动化与智能化
实现毛细管等速电泳的自动化和智能化，提高分 析速度和降低人工操作误差。
应用拓展
环境监测
将毛细管等速电泳应用于环境监测领域，如水质分析、土壤重金 属检测等。
毛细管电泳法
在毛细管中施加电场，带电粒子在电场的作用下产生迁移，由于迁移速度与粒 子所带电荷、半径、质量等因素有关，因此不同粒子在电场中产生不同的迁移 速度，从而实现分离。
发展历程
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1980年代初期
毛细管电泳法由 Jorgenson和Lukacs首次 提出并实验验证。
1980年代中期
该技术逐渐成熟，被广泛 应用于生物、医药、环境 等领域。
饮用水安全
毛细管电泳法能够检测饮用水中 的消毒副产物、有机污染物等， 保障饮用水安全。
在食品检测领域的应用
食品添加剂分析
毛细管电泳法能够分离和检测食品中 的添加剂，如色素、防腐剂等，有助 于食品安全监管。
营养成分分析
毛细管电泳法能够快速分析食品中的 营养成分，如氨基酸、维生素等，有 助于食品质量控制和营养评价。
核酸分析
毛细管电泳法能够分离和检测核酸片段，用于基 因诊断、基因表达研究和法医学鉴定。
3
临床检验
毛细管电泳法可用于检测体液中的小分子代谢物， 如氨基酸、糖类等，辅助临床诊断。
在环境监测领域的应用
污染物分析
毛细管电泳法能够分离和检测水 体、土壤中的有害物质，如重金 属、农药残留等，有助于环境监 测和污染治理。
在化学分析领域的应用
有机物分析
毛细管电泳法能够分离和检测有机化合物，如药物、染料等 ，在药物研发、化工生产等领域有广泛应用。
金属离子分析
毛细管电泳法能够高灵敏度地检测金属离子，如铅、汞、镉 等，可用于地质、冶金和环境等领域的研究。
谢谢
THANKS
加样
将处理好的样品加入毛 细管中，注意控制加样
量。
施加电压
启动电源，施加适当的 电压，使带电粒子在电
毛细管电泳-紫外检测法测定
用于清洗毛细管，防止 样品残留。
标记物
用于增强样品在紫外检 测器中的信号，提高检
测灵敏度。
实验设备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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毛细管电泳仪
用于分离样品中的各组分，具 有高分辨率和高灵敏度。
紫外检测器
用于检测样品中特定组分的紫 外吸收光谱，从而确定组分的
性质和浓度。
洗脱泵
用于提供洗脱液，清洗毛细管 内的残留物。
毛细管电泳-紫外检测法的优缺点
高分离效率
毛细管电泳具有高柱效和低扩散 系数，能够实现高效分离。
微量样品需求
只需少量样品即可完成分析，适 用于珍贵样品的分析。
毛细管电泳-紫外检测法的优缺点
快速分析
分析时间短，适合高通量分析。
多种检测模式
可结合多种检测器，如紫外、荧光、质谱等，实现多组分同时检测。
毛细管电泳-紫外检测法的优缺点
图表展示
通过柱状图、折线图等形式展示实验结果，便于直观地比较不同样品之间的差异 。
结果分析
吸光度分析
根据实验数据，分析各样品在检测波长下的吸光度，探讨吸 光度与样品浓度之间的关系。
分离效果评估
对毛细管电泳分离后的各组分进行紫外检测，分析分离效果 ，包括峰形、分离度等。
结果比较与讨论
1 2 3
不同样品比较
05
结论
研究成果总结
毛细管电泳-紫外检测法是一种 高效、灵敏的分离分析方法， 适用于多种化合物的分离和检
测。
在本实验中，成功分离和检测 了多种目标化合物，包括有机 酸、氨基酸、肽类和蛋白质等
。
该方法具有较高的分离效率和 灵敏度，能够满足实际应用的 需求。
药物分析中的毛细管电泳法测定药物含量
药物分析中的毛细管电泳法测定药物含量毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE）是一种常用于药物分析的高效分离技术。
它基于药物在电场中的电荷迁移速率不同，通过毛细管内的电场驱动，实现对药物的定量分析。
本文将详细介绍药物分析中的毛细管电泳法测定药物含量的原理、方法和应用，以及该技术在药物分析中的优势。
一、原理毛细管电泳法测定药物含量，是利用毛细管的微小通道对药物进行分离和测量的一种分析技术。
它利用药物分子在电场作用下受到电荷的影响，从而在毛细管内发生电泳迁移，实现对药物的分离和定量测定。
其原理主要包括三个方面：1. 药物分子的电荷特性：药物分子可以分为带正电荷、带负电荷和无电荷的三类。
根据药物的电荷特性，调整毛细管内的电荷环境，使药物分子在电场中按照不同的电荷迁移速率进行分离。
2. 毛细管的表面电荷：毛细管内壁会带有一定的电荷，称为表面电荷。
表面电荷与药物分子的电荷有相互作用，影响药物在毛细管内的迁移速率。
3. 毛细管内的电场：在毛细管内施加电场，通过电泳迁移，使药物分子按照不同速率进行分离。
二、方法毛细管电泳测定药物含量的方法主要包括前处理、样品准备、色谱条件设置、电泳分离和定量测定等步骤。
下面将简要介绍这些步骤的具体操作：1. 前处理：对于复杂的样品，如血液、尿液等，需要进行前处理。
常用的前处理方法包括样品提取、样品净化等。
2. 样品准备：将提取的药物样品溶解于适宜的溶剂中，得到适宜的药物浓度。
3. 色谱条件设置：选择合适的色谱柱、毛细管和分离液，调整电泳分析的条件，如缓冲液的浓度、pH值等。
4. 电泳分离：将样品注入毛细管中，施加电场，使药物分子在毛细管内发生电泳迁移，实现对药物的分离。
5. 定量测定：通过荧光检测、紫外吸收等方法，测定药物的峰面积或峰高，从而确定药物的含量。
三、应用毛细管电泳法作为一种高效的药物分析技术，广泛应用于药物研发、生产和质量控制等领域。
说明毛细管电泳特点及应用
说明毛细管电泳特点及应用
毛细管电泳是一种高效液相色谱技术，其基本原理是利用电场将带电粒子在毛细管中的移动速率和荷电量的差异进行分离和富集。
毛细管电泳具有高分离效率、快速分离、小量样品、自动化程度高等特点，已经成为了化学、生物、环境学等领域的一个重要分析工具。
其主要应用领域和特点如下：
1.分离生化分子
毛细管电泳可以用于分离和富集DNA、RNA、蛋白质、糖类和小分子有机物等生物分子。
这些生物分子在酸碱性、水解、氧化还原等条件下有不同的化学性质和电荷性质，可以被毛细管电泳技术精确分离和定量。
例如在DNA分离和定量方面，毛细管电泳已经成为PCR扩增产物检测、基因测序、DNA指纹鉴定等分子生物学技术中的重要手段。
2.分析环境污染物
毛细管电泳可以用于环境监测和食品安全检测等领域，可以对水、空气、土壤和食品中的有机和无机污染物进行快速准确定量分析。
例如利用毛细管电泳技术可以分析环境中的氨、硝酸盐、荧光增白剂、PESTICIDE 等有害物质含量，以及酒类中的苯甲酸、乙酸等有害物质。
3.分析药品和代谢产物
毛细管电泳可以快速、灵敏地分离和鉴定药品和代谢产物，具有药动学和毒理学研究的重要意义。
毛细管电泳技术节省反应时间，减少实验操作时间，可对液-液、液-固、固-液等反应进行分离和分析，得到精确的数据和结果。
如利用毛细管电泳技术，可以分析身体内的有机酸、氨基酸、代谢产物等物质。
总之，毛细管电泳技术在化学分析和生物分析中均有广泛应用，且已成为学术研究和工业生产的一种重要分离分析手段。
毛细管电泳技术在化学分析中的应用
毛细管电泳技术在化学分析中的应用随着科学技术的不断进步，越来越多的新技术应用于化学分析领域。
其中，毛细管电泳技术是一种非常有潜力的技术，其应用广泛，可以应用于食品、医药、环境等多个领域，极大地提高了化学分析的效率和准确性。
下面，本文将从毛细管电泳技术的原理、优点、应用以及发展前景等方面，分析其在化学分析中的应用。
一、毛细管电泳技术的原理毛细管电泳技术是基于毛细管内样品分子的电荷和尺寸的差异进行分离的一种方法，其分离原理是利用电场力、液相流动力和溶剂静电引力等相互作用力，将带电分子分离开来的过程。
其中，毛细管电泳分离过程是在毛细管内部一个微小的空间内进行的，这个微小的空间称为分离柱。
分离柱中填充有分离介质，通常使用胶体硅、聚丙烯酰胺凝胶、聚合物微球等。
当外加高压电场作用于分离柱时，其他因素不影响下，分别具有不同电荷的分子将因其电荷大小而在分离柱内发生移动，这样就完成了样品分析。
二、毛细管电泳技术的优点毛细管电泳技术在化学分析中的应用范围非常广泛，具有以下优点：1.分离效率高：毛细管电泳技术分离效果很好，可以分离出电泳物质的同分异构体和混杂物，从而使分析的结果更加准确可靠。
2.快速分析：毛细管电泳技术可以在短时间内完成分析，不仅提高了分析效率，而且缩短了分析时间。
3.高选择性：毛细管电泳技术在分离和检测过程中，只会对一些特定的物质进行分离，因此，在检测过程中可以不用去关注所有的物质，从而可以降低实验成本和实验时间。
4.成本低：毛细管电泳技术不需要使用昂贵的设备，其使用成本比较低，适合化学实验室使用。
三、毛细管电泳技术在化学分析中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1.食品领域：毛细管电泳技术可以用于饮料、果汁、啤酒等中硫酸盐和氰化物的检测和分析。
2.环境领域：毛细管电泳技术可以用于环境污染物的检测和分析，如有机污染物、金属离子等。
3.医药领域：毛细管电泳技术可以用于药物的研究和分析，包括药物分子的结构、成分、质量等。
毛细管电泳技术及应用
毛细管电泳技术能够高效分离蛋白质 ，包括白蛋白、球蛋白、酶等，为生 物制药、蛋白质组学等领域提供有力 支持。
DNA和RNA分析
毛细管电泳可用于分析DNA和RNA片 段，在基因诊断、基因工程和生物信 息学等领域有广泛应用。
药物分析
药物成分分离
毛细管电泳能够分离和检测药物中的有效成分和杂质，有助于药物质量控制和研发。
仪器设备与操作
仪器设备
包括高压电源、进样系统、毛细管、检测器和数据采集系统等部分。
操作步骤
首先将样品注入毛细管一端，然后施加电压使带电粒子在电场中移动，同时通 过检测器对分离出的粒子进行检测，最后通过数据采集系统记录数据并进行分 析。
02
毛细管电泳的分离模式
区带电泳
总结词
区带电泳是毛细管电泳中最简单的一种形式，其原理是将样 品加在毛细管的一端，然后施加电压，使样品在电场的作用 下进行分离。
详细描述
在区带电泳中，样品在毛细管中形成一色带，由于不同组分 在电场中的迁移率不同，因此会以不同的速度向另一端移动 ，从而实现分离。这种分离模式适用于简单样品，如氨基酸 、肽和蛋白质等。
胶束电动色谱
总结词
胶束电动色谱是在毛细管电泳中加入一种称为表面活性剂的物质，使溶液的离子 强度和粘度发生变化，从而影响离子的迁移率。
要点二
血液中成分分析
通过毛细管电泳技术，可以分析血液中的离子、小分子和 蛋白质等成分，为临床诊断和治疗提供依据。
04
毛细管电泳技术的优缺点
优点
高分离效率
毛细管电泳技术利用电场对带电粒子的作用力，使其在毛 细管中分离，具有极高的分离效率，特别适合于复杂样品 的分离。
高灵敏度
毛细管电泳技术结合了多种检测手段，如紫外-可见光谱 、荧光光谱等，可以实现高灵敏度的检测，有利于痕量物 质的检测。
毛细管电泳技术及应用
毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）
高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 1. 采用了25-100μm内径的毛细管； 2. 采用了高达数千伏的电压。 • 毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小了
4.应用范围极广
有机物、无机物、生物、中性分子；生物大分子等； 分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等；
毛细管电泳理论基础
一、CE基本原理 二、电渗现象与电渗流electroosmotic flow 三、影响电渗流的因素 四、淌度mobility 五、CE中的参数与关系式 六、影响分离效率的因素
ν电渗流 = μ E
电渗淌度取决于电泳介质及双电层的Zeta电势，即
μ = ε0εξ
ε0—真空介电常数；ε—介电常数；ξ—毛细管壁的Zeta电势。
ν电渗流 = ε0εξ E
实际电泳分析，可在实验测定相应参数后，按下式计算
ν电渗流 = Lef/teo
Lef —毛细管有效长度； teo—电渗流标记物（中性物质）的迁移时间。
Winj= (24D t )1/2 实际操作时进样塞长度小于或等于毛细管总长度的1%～2%。
3.焦耳热与温度梯度的影响
电泳过程产生的焦耳热可由下式计算：
Q
VI π r2L
Λm cb
E
2
m—电解质溶液的摩尔电导；I—工作电流：cm—电解质浓度；
散热过程中，在毛细管内形成温度梯度（中心温度高）， 破坏了塞流，导致区带展宽。
药物分析中的毛细管电泳法发展
药物分析中的毛细管电泳法发展近年来，毛细管电泳法在药物分析领域中得到了广泛应用和发展。
毛细管电泳法是一种基于药物分子在电场中迁移速率的差异来进行分离和检测的技术。
它具有操作简便、分离效果好、分析速度快等优点，并且可以适用于各种药物分析的需求。
本文将从毛细管电泳法的原理、应用及发展前景等方面进行探讨。
一、毛细管电泳法的原理毛细管电泳法是基于毛细管对带电分子的选择性迁移来实现分离和检测的。
在毛细管电泳法中，主要利用了电双层效应和溶剂流体力学效应。
当样品溶液被注入到带电的毛细管中，带电粒子在电场的作用下迁移，由于不同药物分子的电荷量和分子结构不同，它们在电场中的迁移速率也不同，从而实现了分离。
同时，通过控制电场强度和溶液流速等参数，还可以实现对分离效果和灵敏度的调节。
二、毛细管电泳法在药物分析中的应用1. 药物成分分析：毛细管电泳法可以用于药物成分的分离和定量分析。
通过调节毛细管电泳法的分离条件，可以实现对药物中各个成分的分离并进行定量检测。
这对于药物的质量控制和药物研发具有重要意义。
2. 药物代谢物分析：毛细管电泳法也可以用于药物代谢物的分离和分析。
药物在人体内经过代谢后，会产生各种代谢产物。
通过毛细管电泳法的分离作用，可以将代谢产物从药物中分离出来，并进行鉴定和定量分析，有助于了解药物的代谢规律和代谢途径。
3. 药物残留量检测：毛细管电泳法可以用于药物残留量的检测。
在农药使用和食品加工过程中，会存在一定的农药残留量。
毛细管电泳法可以将农药残留物与食品基质分离开来，并进行定量检测，有助于保障食品安全。
三、毛细管电泳法发展前景展望毛细管电泳法具有多种优点，如分离效果好、操作简便、分析速度快等，因此在药物分析领域中具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和技术的不断更新，毛细管电泳法将更加成熟和完善，其应用范围也将进一步拓展。
例如，近年来，一些新型的毛细管电泳仪器和柱材料的开发推动了毛细管电泳法在药物分析中的应用，使其在分离效果和分析速度上有了更大的突破。
(一)定义毛细管电泳(capillaryelectrophoresis,CE)
随着我国对药品质量的日益重视和自主药物研发的迫 切需要，色谱分析和光谱分析已成为药物研究中最重要的 分析方法，色谱分析和光谱分析技术结合的联用技术更 是必不可少，发展十分迅速。
现代药物分析方法和技术为药学的发展提供了技术支持。
第十七章 药品质量控制中现代分析方法的进展
一、毛细管电泳及其应用
(二) CE的主要优点：
高效 理论塔板数每米几十万，高者可达 几百万甚至几千万；
高速 最快可在约1分钟完成； 微量 只需纳升级的进样量； 低消耗 只需少量溶剂和价格低廉的毛细管。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、毛细管电泳及其应用
(三)主要分离模式
➢ 毛细管区带电泳：以离子状态存在的样品（最基本、应用最广泛）。 ➢ 胶束电动毛细管色谱：非离子状态的样品。 ➢ 毛细管凝胶电泳：蛋白质，DNA等生物大分子。 ➢ 微芯片毛细管电泳：基因序列分析。 ➢ 毛细管电色谱：带电物质 和中性物质（融合CE和HPLC ） 。 ➢ 毛细管等电聚焦电泳： ➢ 毛细管等速电泳：
一、毛细管电泳及其应用
主 二、手性HPLC技术及其应用
要
三、GC-MS技术及其应用
内
四、LC-MS技术及其应用
容
五、液相色谱-核磁共振技术及其应用
一、毛细管电泳及其应用
一、毛细管电泳及其应用
（一）定义
毛细管电泳（capillary electrophoresis，CE）是指 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（或）分配行为上的差异 而实现分离的一种液相分配技术。它是经典电泳技 术和现代微柱分离相结合的产物。 CE和HPLC的使用范围在很大程度上互为补充。
毛细管电泳技术在生物医学领域中的应用
毛细管电泳技术在生物医学领域中的应用随着生物医学领域的不断发展，越来越多的医学研究需要用到高效、准确的分析方法。
毛细管电泳技术作为一种高效、低成本、快速而且对样品无损的检测方法，在生物医学领域得到了广泛的应用。
本文将从毛细管电泳技术的原理、优势和应用方面进行探讨。
一、毛细管电泳技术的原理毛细管电泳技术是利用毛细管内表面电荷的存在、电场的作用和离子在电场中的迁移速度差异，将样品中的各种离子或分子进行分离的一种技术。
毛细管的内壁带有固定电荷，当毛细管两端通以电荷正负相间的电场后，样品中的负离子会被向阳极迁移，正离子则会被向阴极迁移。
由于不同分子的离子迁移速度差异不同，因此，分离出来的分子具有不同的速度，最终在毛细管中形成一道道不同的峰。
二、毛细管电泳技术的优势毛细管电泳技术具有以下优势：1、高效快速：毛细管电泳技术的分离效率高、分离速度快，可在短时间内完成样品分析。
2、高分离效果：毛细管电泳技术的分离效果好，能分离出非常相似的分子，如同构体和同分异构体等，并且可对几百种物质进行同时分离。
3、低成本：毛细管电泳技术所需成本相对较低，并且无需大型设备和复杂的仪器。
4、无损害：毛细管电泳技术对样品不会造成损害，并且可对生物大分子进行分离。
三、毛细管电泳技术在生物医学领域中已经得到了广泛的应用，其中包括：1、蛋白质分离和鉴定：毛细管电泳技术与质谱技术结合，可以快速高效地实现蛋白质的分离和鉴定。
毛细管电泳技术分离出的蛋白质样品可以与其他分析技术结合，如质谱技术，以进行更深入的分析。
2、核酸分离和鉴定：毛细管电泳技术可用于对DNA、RNA、mRNA和寡核苷酸等的分离和鉴定。
在分离和鉴定这些分子时，毛细管电泳技术在速度和准确性方面具有独特的优势。
此外，该技术还可用于药物筛选和基因检测等领域。
3、药物代谢研究：毛细管电泳技术可用于研究潜在的药物代谢通路。
通过毛细管电泳技术的高效分离，可以分离并鉴定药物代谢产物及其结构，并在药效学和毒理学方面提供有用的信息。
毛细管电泳原理及其应用
毛细管电泳原理及其应用学院：海洋港口学院班级：14制药工程学号：1423014113 姓名：蒋佳丽时间：2015年1月7日前言毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)是近十几年来迅速发展起来的一种分离技术，虽说在上世纪六七十年代就有人对毛细管内电渗流形式做了理论探索并也开始尝试毛细管电泳技术，但都因为受到检测器灵敏度限制、电泳过程中产生的焦耳热无法有效散失等因素的制约，影响分离效果。
八十年代初，外壁涂有聚二酞亚胺，内径小于100}m 的熔融石英毛细管的使用[1]及检测器灵敏度的提高大大推动了毛细管电泳技术的发展，由于CE具有普通电泳和色谱的优点及具有高效、高灵敏度、快速、低运行成本、犬信息量和易于自动化等特点，近年来在生物化学、临床诊断、法医刑侦学等领域应用广泛。
一、CE设备及原理毛细管电泳是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，根据样品各组分之间的淌度及分配上的行为差异而实现分离目的的一类液相分离技术。
其仪器装置一般由以下几部分组成(见图一)1.高压电源;2.毛细管;3.在线检测器;4.电极及电极液;5.加样系统。
毛细管是由熔融石英加工制成的(内径20一100}m，长度为20一100cm )，外壁涂有一层聚二酞亚胺以增加其柔韧性，内壁通常直接和溶液接触，有时也可根据需要涂上一层高聚物。
与平板凝胶电泳类似的，毛细管内也可填充支持介质，如琼脂糖，聚丙烯酞胺及甲基纤维素等。
图一毛细管电泳仪装置示意图(Tagliaro, 1998)[1]在线检测器位于距样品盘约三分之二至五分之四毛细管总长处，对毛细管壁内部进行光学聚焦(在此处的毛细管外壁的保护层是被烧掉或刮去的，以利于光的通透)。
在线检测器通常有紫外、荧光和激光等多种检测方式。
对DNA的分析通常使用紫外检测，对200bp的DNA片段的最小检测浓度是O.5mg/L。
但对于生物样品中在和许多其他成分共存的痕量物质测定时，或对特殊分析(如DNA序列测定)时就要使用激光诱导的荧光检测器(laser induced fluorescence, LIF)，使用LIF在非液相毛细管电泳中的检测灵敏度要比非激光诱导的荧光检测提高6倍[2]，比紫外检测高100倍。
毛细管电泳及其应用
Ⅰ、毛细管电泳及其应用The Application of Capillary Electrophoresis （CE）一、毛细管电泳的概述：毛细管电泳又称高效毛细管电泳，它是在熔融的石英毛细管（内径为25~100 m）中进行电泳，其管内填充缓冲液或凝胶，是近年来进展最快的分析方法之一。
毛细管电泳是电泳技术和现代微柱分离相结合的产物，它具有效率更高、速度更快、样品和试剂消耗量特少的特性。
毛细管电泳仪的基本结构：1、高压电极槽与进样机构2、填灌清洗机构3、毛细管4、检测器5、铂丝电极6、低压电极槽7、恒温机构8、记录/数据处理毛细管的结构：毛细管电泳通常使用内径为25~100μm的弹性（聚酰亚胺）涂层熔融石英管。
毛细管的特点是：容积小；侧面/截面积大而散热快、可承受高电场；可使用自由溶液、凝胶等为支持介质；在溶液介质下能产生平面形状的电渗流。
二、毛细管电泳的基本原理：毛细管电泳是以高压电场（30kV）为驱动力，以毛细管为分离通道。
其管内填充了缓冲液或凝胶，根据样品中各组分之间淌度和分配的差异而实现分离的一类液相分离技术。
在电泳过程中，毛细管两端插入电极液，此电极液通常与管中的缓冲液一致。
正负电极连接至高电压装置，进样时样品盘移动，使毛细管的进样端及此端的电极准确插入样品管中，给予一定电场或压力后，样品被吸入毛细管内，然后再将毛细管移至电极液中开始电泳。
在毛细管电泳中，为了维持电荷平衡，溶液中的正离子吸附至石英表面形成双电子层，当在毛细管两端施加电压后，这层正离子趋向负极移动，并带动毛细管中的溶液以液流形式移向负极（电渗）。
由于毛细管的表面积与体积比大，加上电泳时使用了高压，电渗在毛细管电泳中具有两大特点：液体沿着毛细管壁均匀流动，其前沿是平的；携带不同电荷的分子朝一个方向移动，中性分子也能随着电渗一起移动而实现分离三、毛细管电泳的检测技术：迄今为止，毛细管电泳常用的检测方法有：紫外-可见光吸收、荧光、电化学、质谱、激光诱导荧光检测等。
毛细管电泳技术的原理及应用
毛细管电泳技术的原理及应用毛细管电泳技术（capillary electrophoresis, CE）是一种基于分子运动速度和电荷的分离技术，它可以对极为细微和复杂的样品进行非常快速、高效、高分辨率的分离，因此在生命科学、医学、环境监测以及法医鉴定等领域得到了广泛应用。
CE技术的基本原理是，将带电的分析物经过一定长度的毛细管中运动，然后按照分子电荷大小、分子尺寸、形状、亲水性等物理化学性质，在电场作用下发生运动，进而得到不同的分离柱上电泳峰。
因此，CE技术具有以下几个特点：1.高分辨率：CE技术是基于分子各自的电荷和分子体积来实现分离的，与传统的凝胶电泳、色谱等技术相比，具有更高的分离能力和更高的分辨率。
可以分离出一些极为相似化学性质的化合物，如绝对立体异构体、各种同分异构体、杂环化合物、天然产物等。
2.快速分离：CE技术分离速度快，通常只需要数分钟至数小时内就可以完成。
3.微量样品：CE技术只需要微量的样品，通常在纳升至皮克摩尔级别内，可以大幅节省样品量，减少开支。
4.广泛应用：CE技术可以广泛用于生命科学、医学、药学、环境系、农业等多种领域，如蛋白质分离、核酸分离、药物分析、糖类分析、环境监测等。
应用领域1：分离和鉴定生化大分子生命科学领域对生化大分子（如蛋白质和核酸）的检测、分离和鉴定，起着极其重要的作用。
传统方法往往采用相对陈旧的凝胶电泳、高效液相色谱等方法，分离速度慢、分辨率低、相对而言较为复杂。
而毛细管电泳克服了这一问题，可以在很多底物条件下，将生化大分子在极短的时间内分离出来。
应用领域2：药物分析随着社会不断进步，人们对药物质量越来越重视。
毛细管电泳技术的使用就可以大大提高药品的品质。
它可以轻易地实现活性成分的分离和标准控制的设置，确保了药品的控制和定量性准确。
应用领域3：环境监测环境监测是社会上一个越来越受到重视、越来越重要的领域。
CE技术在环境监测上，可以对空气污染、水污染分子和有害物质的检测、鉴定等方面发挥重要作用。
毛细管电泳的原理及应用(第二讲)毛细管电泳的原理及应用.
（２）激 光诱导荧 光检测器 （ＬＩＦ ：激光 的高 光流 量 、聚光性 、单 色性等 特点使 其成 为理想 的激励源 。 常 用 氦－镉 激 光 器 （３２５ｎｍ ）和 氩 离 子 激 光 器 （４８８ｎｍ 。对荧光 黄最 低检 测限 为 １０－ ｍｏｌ／Ｌ，约 ６００００个分子或更低［。 有关ＬＩＦ的应用可参见最 新文献［１。
５ 电化学检测器
电化学检测器 （ＥＣ）可避免 ＣＥ中光学类检测器 遇到的光程太短 的问题 ＥＣ和 ＬＩＦ同为 ＣＥ中灵敏 度最高的检测器 ，其缺点在于商 品化较难 ，至今没有 商品 电化学检测器供 应 。
（１电导检测器 ：柱 上电导检测是 在毛细管 壁上 用激 光钻 两 个孔 ，插 上 两根 铂 电极 ，再 将孔 封 住 即 成。其检测限 以 Ｌｉ＋计可达 １０－７ｍｏｌ／Ｌ １０－１８ ｍｏｌ［２０］。柱尾检测 则在 分离毛细管后再接上 电导检 测器 。还有 的是将柱尾 电导检测器和 安培检测器组
×１０－ｍｏｌ１．３ １０－１２ｍｏｌ／Ｌ １３］。还出现荧光二极 管 阵 列检 测 器［４和 ＬＩＦ／电荷 藕 合 器 件 （ＣＣＤ）系 统［１］，对 ＦＩＴＣ衍生氨基酸 的检 测限为 ２ １０－２０ｍｏｌ （约 １０－１２ｍｏｌ／Ｌ。最新的动向是采用价格低廉的半 导体激光器作激励源［１６］，激发波长在 ６３５ ８５０ｎｍ， 用于可 见和近红 外区 ，检测 限可达 ｆｍｏｌ级。
用激 光束 聚焦到毛 细管 上 ，产生 的散射光 由一 束 围绕着毛 细管 的光纤 引导到拉曼光谱仪 的接收器 上 ，即构成 了激光 拉曼检测器 ，检测限 以甲基红计 ， 为２．５ １０－６ｍｏｌ／Ｌ［２６］，与ＵＶ检测器相当。也可采 用 ＣＣＤ作拉 曼光谱检测器 ［２７］。这种检测方法 的最 大特点是能 获得 溶质 的结构信息 。
毛细管电泳技术的原理与应用
毛细管电泳技术的原理与应用自从19世纪末期发现电泳现象以来，电泳技术一直被广泛应用于各种字段。
毛细管电泳技术是一种通过毛细管，将带电离子分子分离开来的技术，这种技术广泛应用于生物医学、环境和化学等领域。
本文将介绍毛细管电泳技术的原理和应用。
一、毛细管电泳技术的原理毛细管电泳技术是一种基于电动力学和流体动力学原理的分离技术。
这种技术通过将分子沿着带电毛细管中电场的方向移动来分离不同的化合物。
毛细管电泳的原理与传统的凝胶电泳类似，但是毛细管电泳有许多其他优点，如分离速度更快，分辨率更高。
毛细管电泳最关键的元素是电场。
在毛细管内部存在一个电场，它可以使带电的分子运动，因为带电离子分子在电场中会受到电荷作用力的作用，所以它们会沿着电场方向移动。
带电分子的运动取决于其电荷大小、形状和大小，以及所处电场的强度和形状。
毛细管电泳的分离原理是：当电场被施加到带电连接物的混合物上时，该混合物中不同成分间的运动速度不同，这种运动速度的不同会导致各种化合物在毛细管中的位置发生变化，并最终实现分离。
通常，电场的方向和毛细管的长度方向平行，并且几乎与毛细管壁平行。
毛细管电泳分为两种类型：胶片毛细管电泳技术和自由毛细管电泳技术。
自由毛细管电泳没有使用聚丙烯酰胺凝胶或其他凝胶材料，而是直接将样品悬浮在缓冲液中在电场中进行。
胶片毛细管电泳技术通常用于利用凝胶介质进行DNA分离，而自由毛细管电泳技术则常用于分离更小的分子。
二、毛细管电泳技术的应用毛细管电泳技术已经被广泛应用于许多领域，包括生物化学、药学、生物医学、环境和食品安全等。
在这些领域中，毛细管电泳技术通常被用于分离、鉴定和定量不同的化合物或生物分子。
1.生物分子分离和定量毛细管电泳技术可以用于分离和定量蛋白质、核酸、糖类和细胞色素等生物分子。
例如，毛细管电泳可以用于嗜酸性粒细胞蛋白质的分离和测量，以便诊断哮喘和其他与粘膜的过敏性疾病有关的疾病。
此外，毛细管电泳还可用于分离和定量多肽、蛋白质和核酸序列，以及测定不同物种DNA之间的差异性。
毛细管电泳的基本原理及应用
毛细管电泳的基本原理及应用毛细管电泳的基本原理是基于电荷迁移。
在毛细管电泳中使用的耦合电场包括静电势差和电导度差导致的静电势差。
当在电解质溶液中施加电场时，离子在电场力的作用下向相反电极迁移。
带电分子在毛细管中施加电压时也会受到电场力的作用。
有两种类型的电流在毛细管中流动：电场导电电流和电渗流（溶液流动时由于带电分子迁移而形成的电流）。
通过控制电压差和溶液流动，可以实现化合物的分离和测量。
1.离子交换毛细管电泳（IEC）：通过溶液中带电离子与毛细管壁或固定相之间的电荷相互作用来实现分离。
2.凝胶毛细管电泳（GCE）：使用凝胶作为分离介质以实现不同化合物的分离。
凝胶中的通道大小可调整以适应不同大小的分子。
3.毛细管等电点聚焦电泳（CIEF）：根据化合物的等电点来实现分离。
通过调整溶液的pH值，可以控制每种化合物的等电点。
4.毛细管毛细管电泳（CZE）：根据化合物在毛细管中的迁移速率差异来实现分离。
该方法广泛用于分析药品、蛋白质和核酸等生物分子。
1.快速分离：毛细管电泳在分析过程中常常可以几分钟内完成。
这种快速性使得该技术在高通量分析中非常有用。
2.高效分离：由于毛细管内直径小，特别是凝胶电泳中，化合物可以在短时间内得到高效的分离。
这使得毛细管电泳对于研究复杂样品或混合物的分析非常有用。
3.低样品消耗：毛细管电泳只需极少量的样品，通常在微升到纳升级别。
这使得它成为高灵敏度分析的理想选择。
4.高选择性：通过适当选择电解质的类型和浓度，可以调节样品在毛细管中的迁移速度，从而实现高度选择性的分析。
毛细管电泳在生物医学、环境监测、食品安全和制药等领域有广泛的应用。
例如，它可用于分析血液中的蛋白质和核酸，以帮助诊断疾病；还可用于分析水中的有毒化合物和污染物；另外，它还能帮助制药行业监测药品的质量和纯度。
总而言之，毛细管电泳通过其分离速度快、分辨率高和样品消耗少等优点，在化学和生物学分析中发挥着重要作用。
毛细管电泳在药物分析中的应用
毛细管电泳在药物分析中的应用随着药物研发和制造的进一步发展，药物分析成为保证药物质量和安全性的重要环节之一。
毛细管电泳作为一种高效、快速、高灵敏度的分析技术，逐渐应用于药物分析领域。
本文将介绍毛细管电泳在药物分析中的应用，并探讨其在药物分析中的优势和挑战。
一、毛细管电泳的原理和基本步骤毛细管电泳是利用电流作用下的毛细管中离子迁移行为实现分离的一种分析方法。
它基于毛细管中的电动流动理论，通过施加电场将药物样品带到具有特定填充物的毛细管中进行分离。
毛细管电泳的基本步骤包括：样品进样、电泳分离、检测和数据处理等。
二、毛细管电泳在药物分析中的优势1. 高分离效率：毛细管电泳具有很高的分离效率，能够有效地将复杂的药物样品分离，提高分析的准确性。
2. 速度快：毛细管电泳是一种快速分析技术，通常只需几分钟到几十分钟就可完成分析，大大缩短了分析时间。
3. 灵敏度高：毛细管电泳具有很高的灵敏度，能够检测到微量的药物成分，对于药物分析中需要极低浓度检测的情况非常有优势。
4. 样品消耗少：毛细管电泳的样品消耗非常小，对于宝贵的药物样品的分析非常适用。
5. 环境友好：毛细管电泳是一种无或少有有机溶剂的分析技术，相对于传统的高效液相色谱等技术，对环境的影响更小。
三、毛细管电泳在药物分析中的应用1. 药物成分分析：毛细管电泳可用于药物成分的分析和检测，如对药物中各种成分进行定性和定量分析。
2. 药物质量评价：毛细管电泳可用于药物质量评价，对于分析药物的纯度、杂质等方面具有重要作用。
3. 药物代谢研究：毛细管电泳能够对药物代谢产物进行分析，深入研究药物在体内的转化过程和代谢途径，为药代动力学和药效学提供有力支持。
4. 生物样品分析：毛细管电泳可用于生物样品（如血液、尿液等）中药物的定性和定量分析，为生物体内药物浓度和代谢过程的研究提供便利。
5. 法药品质控制：毛细管电泳在药品质控中的应用越来越广泛，能够对药物中的活性成分进行分析和监测，保证药物的质量和安全性。
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毛细管电泳及其应用摘要：毛细管电泳技术(Capillary Electrophoresis, CE)，是近二十年来发展最为迅速的新型液相分离分析技术之一。
CE实际上包含电泳、色谱及其相互交叉的内容，是继高效液相色谱之后的又一重大进展，具有分离效率高、简单、经济、快速和微量、自动化程度高等优点。
毛细管电泳这些特点使其成为一种极为有效的分离技术，目前已是生命科学及其它学科中一种常用的分析手段，已广泛应用于蛋白质、氨基酸、无机离子、有机化合物等的分离分析。
关键词：毛细管电泳，分离效率高，生命科学引言毛细管电泳是在传统电泳技术的基础上逐步发展起来的。
电泳技术的出现可以追溯到100多年前[1]。
1807-1809年，俄国物理学家F.F.Reuss首次发现黏土颗粒的电迁移现象，并开始研究带电粒子在电场中的电迁移行为，测定它们的迁移速度。
起初电泳只是作为一种物理化学现象来研究。
电泳真正意义上进入分析化学被视为一种重要意义的技术，是在瑞士化学家Tiselius[2]公布了移动界面电泳技术的细节之后。
他首先将电泳现象成功的应用于人血清的分离，获得了多种血清蛋白，他制成第一台电泳仪，并进行自由溶液电泳。
Tisedius对电泳技术的发展和应用所做的巨大贡献，使他获得了1948年诺贝尔化学奖。
但是传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热。
1967年Hjerten[3]最先使用慢速旋转的内径为3 mm的石英玻璃管进行自由溶波电泳，以UV进行检测，成功地分离了蛋白质、多肽、无机离子、有机离子等，Hjerten最早证明可以把高电场用于细内径的毛细管电泳，但他没有完全克服传统电泳的弊端。
1974年Virtanen提出使用细毛细管提高分离效率，阐明电渗流就像泵一样可以驱动液体流过毛细管，并说明了使用更细内径的毛细管做毛细管电泳的特点。
1979年Everaerts和Mikkers[4]使用内径为200μm聚四氟乙烯毛细管，提高了毛细管的分离效率，成功分离了16种有机酸。
1981年Jorgenson和Luckas[5]发表了划时代的研究工作，采用内径为75μm 石英毛细管进行实验，采用高电场电迁移进样，以灵敏的荧光检测器进行检测，使丹酞化氨基酸高效、快速分离，首次获得理论塔板数高达4x105/m的柱效。
Jorgenson和Lucas等人的开创性工作，使CE发生了根本性的变革，标志着CE从此跨入高效毛细管电泳时代。
1983年Hjerten[6]将毛细管的内壁填充聚丙烯酰胺凝胶并将其用于毛细管电泳分离，发展了毛细管凝胶电泳(CGE)。
CGE具有极高的分辨本领。
凝胶作为支持介质的引入大大促进了电泳技术的发展，可用于蛋白质碎片的分离及DNA序列的快速分析。
1984年Terabe等[7]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(MECC)。
他首次将表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)加入缓冲液中，在溶液中形成离子胶束作假固定相，实现了中性离子的分离，目前，MEKC己成为应用非常广泛的电泳模式之一。
1985年Hjerten[8]等把平板等电聚焦电泳过程转移到毛细管内进行，发展了等电聚焦毛细管电泳(CIEF)。
他是将带有两性基团的样品、载体两性电解质、缓冲剂和辅助添加剂的混合物注入毛细管内[9]，当在毛细管两端加上直流电压时，载体两性电解质可以在管内形成一定范围的pH梯度，从而达到使复杂样品中各组分分离的目的。
1987年，Karger等[10]对凝胶填充技术进行了改进，优化了CGE技术,极大提高了其分离效率并阐明了用小内径毛细管可进行毛细管凝胶电泳。
同年Smith等[11]将毛细管通过电喷射接口与质谱相连，从而实现了质谱和毛细管电泳联用的检测法，毛细管电泳-电喷雾质谱联用技术以其高效及高准确性被广泛应用于很多领域。
毛细管电泳根据分离机理和介质不同，具有多种分离模式，每种模式的选择性不同。
毛细管电泳现有以下六种经典分离模式：毛细管区带电泳(Capillary Zone Electrophoresis, CZE)，CZE是毛细管电泳中应用最广泛的一种分离模式，CZE用以分析带电溶质，其分离机理是基于各被测物质的净电荷与质量之间比值的差异，粒子以不同的速度在分立的区带内进行迁移而被分离。
CZE的特点是操作简单、快速、应用范围广，从理论上讲适用于分离所有具有不同淌度的荷电粒子，其广泛应用于蛋白质、氨基酸、多肽、对映体拆分和其它带电物质的分析。
胶束电动毛细管色谱(Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography, MECC)，MECC是指在缓冲液中添加表面活性剂(如十二烷基硫酸钠，SDS)，当添加剂浓度超过临界胶束浓度后，就形成了胶束。
被分离物质在水相和胶束相(准固定相)之间产生分配，并随电渗流在毛细管内迀移，达到分离。
MECC是电泳技术和色谱技术巧妙结合的分离技术，既能用于分离中性物质又能分离带电组分，主要用于分析手性对映体和药物小分子等。
常用的表面活性剂有各种阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子和两性表面活性剂、混合胶束(如阴离子表面活性剂和胆酸盐组合混合胶束)。
毛细管凝胶电泳(Capillary Gel 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，它的原理是把单体装入到毛细管中引发聚合形成凝胶作支持物进行的电泳。
凝胶具有多孔性结构，能够起到类似分子筛的作用，当带电溶质在电场作用下通过凝胶的多孔性结构时，将会因溶质分子大小不同而产生不同的阻力，溶质按分子大小逐一分离。
CGE将毛细管电泳的快速和微量分析与凝胶电泳对生物大分子的高效分离能力相结合，发展为当今分离度极高的一种电泳分离技术。
尤其对那些荷质比不随分子大小而变的大分子如DNA、蛋白质，CE其他分离模式很难对其分离，采用凝胶的筛分作用就能获得良好分离。
而且凝胶能减小溶质的扩散，所得峰型尖锐，能达到CE中的最高柱效。
CGE在DNA、RNA片段分离和排序、原蛋白和结合蛋白的分离及PCR产物分析中有着十分广阔的应用。
聚丙烯酸胺作为最常用的单体在毛细管内交联生成凝胶，但其使用寿命短、制备比较烦琐。
毛细管等电聚焦(Capillary Isoelectric Focusing, CIEF)，CIEF为毛细管里进行的等电聚焦电泳过程。
它是结合了传统等电聚焦和毛细管电泳高效、快速、微量等优点，根据溶质的等电点(pi)不同而进行分离的技术。
其基本原理是将毛细管内壁涂覆聚合物减小电渗流，再将分析样品和两性电解质溶液混合进样，两个电极槽中分别加入酸液和碱液，加高电压后，在毛细管内壁建立pH梯度，溶质在毛细管中迁移至各自的等电点时呈电中性，不再移动，产生非常窄的聚焦带，并使不同等电点的溶质聚焦在不同位置上而相互分离。
聚焦后，改变检测器末端电极槽储液的pH值或用压力使溶质通过检测器。
CIEF有非常高的分辨率，可以分离等电点差异小于0.01pH单位的两种蛋白质。
CIEF己经成功用于测定蛋白质等电点，蛋白质、多肽的分离分析，异构体分离等方面。
毛细管等速电泳(Capillary Iso-TachoPhoresis, CITP)，CITP的基本原理是将两种滴度差别很大的缓冲体系分别作为先导电解质和后继电解质，带不同电荷的被分析组分按其电泳淌度不同迁移至各个狭窄的区带，得以分离。
这种分离模式主要用于离子型物质的分离。
CITP具有界面明显、富集、浓缩的特点,所以现在常用作柱前浓缩方法用以富集样品，以解决CE测定中灵敏度不高的问题。
毛细管电色谱(Capillary Electro Chromatography, CEC)，CEC是一种比较新颖的分离分析方法。
它是将高效液相色谱(HPLC)的细粒径固定相微粒填充到毛细管中，或在毛细管内壁涂布固定相，以样品与固定相之间的相互作用为分离机制，以电渗流(或电渗流结合高压输液泵)为流动相驱动力的色谱过程。
此模式兼具电泳和液相色谱的优势，因为采用柱塞流来推动流动相，克服了高效液相色谱中用压力驱动流体，流速不均匀引起的峰扩展，因而使毛细管电色谱的理论塔板数远远高于高效液相色谱，能达到接近于HPCE的高理论塔板数，虽然其柱效相对HPCE有所下降，但是由于引入了高效液相色谱的固定相，使毛细管电色谱具备了固定相所具有的高选择性，使它不仅能分离带电物质，也能分离中性化合物。
CE的装置比较简单,由高压直流电源、进样系统、分离毛细管和检测器构成，前三个部件均易实现。
CE采用了极小内径的分离毛细管虽然带来了很高的分离效能，但同时进样量也很小，对检测技术的灵敏度相应提出了较高的要求。
检测器是毛细管电泳仪的关键部件，为了适应CE微体积检测的需要,在检测器方面已开展了大量而有意义的研究。
目前，原子吸收光谱、电感稱合等离子体发射光谱及红外光谱还未被用做CE的检测器。
目前在CE检测中应用较多并且己经商品化的光学检测器主要包括紫外可见(UV-Vis)、荧光、化学发光、拉曼光谱等以激光为光源的检测器。
其中UV-Vis装置简单、操作易行、灵敏度适中是CE常用的检测方法。
因为大多数有机分子在较低的紫外可见波长范围内都有吸收，所以UV-Vis检测是CE中应用最广泛的一种检测方法。
检测方式可分为波长固定或可变的检测器和二极管阵列或波长扫描检测器两类。
前一类检测器采用滤光装置来选取所需检测波长，结构简单，灵敏度比后一类检测器高；但是后一类检测器能提供关于时间-波长-吸光度的三维图谱。
荧光检测器是CE中使用的第二大类已成熟化、商品化的检测器。
主要包括采用氚灯、氙弧灯和钨灯作为激发光源的普通荧光检测器和用氦-镉激光器和氩离子激光器作为激励源的激光诱导荧光检测器(LIF)[12,13]。
荧光检测法其实也是毛细管电泳中一种“在柱”检测法，因其对分析物区带不会引起额外的展宽，所以该检测器的灵敏度和选择性都很高，尤其是LIF，其灵敏度可高达10-12-10-15mol/L，是目前毛细管电泳中灵敏度最高的一种检测方法。
在众多检测方法中，电化学检测以其检测灵敏度高、线性范围比较宽、选择性好、仪器简单、价格低廉以及可避免CE中光学类检测器遇到的光程太短的问题而得到了广泛的使用。
毛细管电泳-质谱联用技术(CE-MS)由Olivares[14]于1987年首次报道，它将CE溶剂用量少，分析速度快及分离效率高等优势和质谱(MS)能提供组分结构信息，具有较强的定性功能的优势结合起来，提供了一种样品分离和鉴定相结合的强有力的方法。
随着人们生活水平的提高以及科学技术的发展，食品的种类和数量日趋增多，消费者对食品营养和安全越来越关注。
食品安全通常是针对食品质量而言，主要是指食品中不应含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或因素。