第三章毛细管电泳分离技术
《毛细管电泳原理》课件
将样品溶液注入毛细管一端,施加电 场后,带电粒子在电场作用下开始电 泳迁移,经过一定时间后,到达毛细 管的另一端,经过检测器检测。
毛细管电泳的应用
环境监测
用于检测水体、土壤等环境样 品中的污染物,如重金属离子
、有机物等。
生物分析
用于蛋白质、DNA、RNA等生 物分子的分离和检测,可应用 于生物医学研究、临床诊断等 领域。
标准化处理
将数据转换为统一标准,便 于比较和分析。
统计分析
运用统计学方法对实验数据 进行处理,提取有意义的信 息。
结果分析与解读
趋势分析
分析实验数据的变化趋势,揭示潜在规律。
差异分析
比较不同样本或条件下的数据差异,找出关键影响因 素。
相关性分析
探究实验数据之间的关联性,揭示变量之间的相互作 用。
误差来源与控制
06
毛细管电泳的未来发展 与展望
技术创新与改进
高效分离技术的研发
01
通过改进分离介质、优化分离条件等手段,提高毛细管电泳的
分离效率。
检测技术的升级
02
研究新型检测方法,提高检测灵敏度和特异性,满足更多样品
的检测需求。
微型化与集成化
03
将毛细管电泳技术集成到微流控芯片中,实现微型化、便携式
分析。
应用领域的拓展
毛细管清洗
实验结束后,对毛细管进行必要的清洗,以 便下次使用。
数据整理与保存
将实验数据整理并保存,以便后续分析。
仪器清洁与保养
对仪器进行必要的清洁与保养,延长其使用 寿命。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
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
01
02
03
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
毛细管电泳分离技术
3、毛细管凝胶电泳 capillary gel electrophoresis ,CGE 将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 其具有多孔性,类似分子筛的作用, 其具有多孔性,类似分子筛的作用,试样分子按大小分 离。能够有效减小组分扩散,所得峰型尖锐,分离效率高。 能够有效减小组分扩散,所得峰型尖锐,分离效率高。 蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关,CZE模 蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关,CZE模 等的电荷 式很难分离,采用CGE能获得良好分离,DNA排序的重要手段。 式很难分离,采用CGE能获得良好分离,DNA排序的重要手段。 CGE能获得良好分离 排序的重要手段 特点:抗对流性好,散热性好,分离度极高。 特点:抗对流性好,散热性好,分离度极高。
1、毛细管区带电泳 capillary zone electrophoresis ,CZE
样品在电解液中泳动,根据物质的荷/质比差异来进行分离,比值愈大, 样品在电解液中泳动,根据物质的荷/质比差异来进行分离,比值愈大, 跑得愈快. 跑得愈快. 带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流速度的矢量和。 带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流速度的矢量和。
2、 胶束电动毛细管色谱(MECC ,MEKC) micellar electrokinetic capillary chromatography,MEKC 1.缓冲溶液中加入离子型表面活性剂, 1.缓冲溶液中加入离子型表面活性剂,其浓度达到临界 缓冲溶液中加入离子型表面活性剂 浓度,形成一疏水内核、外部带负电的胶束。 浓度,形成一疏水内核、外部带负电的胶束。 在电场力的作 用下, 用下,胶束在柱中 移动。 移动。
2.药物分析 2.药物分析
检测体液或细胞中某 些代谢产物的分析; 些代谢产物的分析; 尿液中的氨基酸含量 作为临床诊断糖尿病的辅 助手段; 助手段; 采用毛细管区带电泳 方式, 11min内分离17 min内分离17种 方式,在11min内分离17种 药物; 药物;
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。
简述毛细管电泳分离原理及分离模式
简述毛细管电泳分离原理及分离模式.
答:毛细管电泳的分离原理: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。
毛细管电泳分离模式:1、毛细管区带电泳:利用被分离离子在电场作用下移动速度不同而实现分离。
电解质的移动就是由电渗引起的。
2、胶束电动毛细管色谱:胶束存在假固定相,使得溶质不仅可以由于淌度差异而分离,同时可基于水相与胶束相之间的分配系数不同而得到分离。
3、毛细管电色谱:被测组分根据她们在流动相与固定相中的分配系数不同与自身电泳淌度差异而得以分离。
毛细管电泳的分离原理
毛细管电泳的分离原理
毛细管电泳(CE)是一种基于电动力和色谱分离原理的分析技术。
它利用毛细管中载带电荷的离子在电场作用下的迁移速率的差异来实现分离。
在毛细管电泳中,首先将样品注入到一条非常细的毛细管内,然后通过使毛细管两端施加电场来产生电动力。
当电场施加到毛细管上时,带电的分析物会受到电场力的作用而在毛细管内迁移。
不同的物质由于自身的特性,比如大小、电荷等,会以不同的速率迁移。
具体来说,有两种常用的毛细管电泳模式:
1. 毛细管凝胶电泳(CGE):在该模式下,毛细管内填充了哑离子聚合物凝胶,通过凝胶的孔道来实现分离。
样品中的离子在电场作用下,根据尺寸的不同,在凝胶中迁移速度也不同,从而实现分离。
2. 毛细管毛细管区带电泳(CZE):在该模式下,毛细管内不填充任何分离介质。
样品中的离子自行在毛细管中迁移,根据大小和电荷的不同,迁移速度也不同,从而实现分离。
总的来说,毛细管电泳的分离原理是利用样品中离子在电场作用下的迁移速率差异,根据大小和电荷特性,在毛细管中实现分离。
《毛细管电泳法》PPT课件
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毛细管凝胶电泳综合了电泳技术和平板 凝胶电泳的优点 :
电泳峰锋利,柱效极高 短柱上实现极好的分别 试样容量为10-12g
主要缺陷:制备柱较困难,寿命较短 已成为分别分析生物大分子如蛋白质、 多肽、核 酸、DNA等强有力的工具。 例运用CGE分别与激光诱导荧光检测相 结合,用于DNA序列快速分析。
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5 毛细管等电聚焦 CIEF
1、毛细管内充有两性电解质〔合成的具有不同等电点 范围的脂肪族多胺基多羧酸混合物〕,当施加直流电压 〔6~8V〕时,管内将建立一个由阳极到阴极逐渐升高 的pH梯度;
2、氨基酸、蛋白质、多肽等的所带电荷与溶液pH有 关,在酸性溶液中带正电荷,反之带负电荷。在其等电 点时,呈电中性,淌度为零;
vT=vA=vB=vC=vL 或:
TET= AEA= BEB= CEC= LEL
式中, ,有效淌度, E,电场强度
由于
T〉 A〉 B〉 C〉 L,
所以有: E T < E A < E B < E C < E L
各区带的电场强度不同。前导电解质区带的电场强度最 小。
;
假设某一区带的离子进入前一区带, 由 于电场强度变小而减速,由假设进入到 下区带,由于电场强度变大而加速, 都 退回到原区带, 结果导致各区带构成鲜 明的界面.
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分配系 数不同进展高效、快速分别的电泳新技 术,也称为高效毛细管电泳。
一、毛细管电泳的原理 二、分别方式
化学分离中的毛细管电泳法原理
化学分离中的毛细管电泳法原理毛细管电泳法是一种基于分子迁移速度的分离技术,它可以将混合物中的不同成分分离出来。
该技术常用于生化、制药等领域,可以对蛋白质、核酸等大分子进行分离,无需通过化学反应。
毛细管电泳法的原理是利用电场将带电分子推动至毛细管中的聚丙烯酰胺凝胶,不同分子的迁移速度不同,因而在凝胶中呈现不同位置。
毛细管电泳法所用的电场一般在数千至数万伏特/m的范围内,而分子的迁移速度则受到分子尺寸、电荷、以及运动物质中的分子浓度等因素的影响。
毛细管电泳法的优点在于它需要的样品量极少,约为微升至毫升的范围内。
同时,该技术具有高度准确性和分辨率,能够提供高质量的分析结果。
毛细管电泳法的步骤有以下几个:1.准备样品。
毛细管电泳法的样品可以是生物样品,也可以是化学样品。
无论是哪一种,都需要进行适当的前处理和稀释,以便在电泳分离过程中获得较好的结果。
2.填充毛细管。
一般情况下,毛细管需要填充一种聚合物凝胶,例如聚丙烯酰胺凝胶。
填充毛细管时需要保证凝胶均匀分布,以免影响分析结果。
3.注射样品。
将样品注入毛细管中进行分离。
注射的方式有几种,包括压力喷射、电子注射、超声波注射等。
4.电泳分离。
在加上电场之后,不同分子会因为荷电效应发生运动,运动的方向和速度取决于分子的荷电量、大小和电场强度等因素。
在电泳分离的过程中,毛细管内的缓冲液也会随之移动。
5.数据分析。
经过分离后,各个分子会聚集到毛细管中不同的位置。
为了分析样品,需要对分离结果进行数据测量和分析,以得出有关样品结构、组成和纯度方面的信息。
毛细管电泳法是一项高技术含量的分析技术。
虽然它在分离高分子大分子等方面具有很好的效果,但也存在一些局限性,例如分辨率等。
尽管如此,毛细管电泳法在生命科学、材料科学等领域广泛应用,是分子分析领域不可或缺的一项技术。
第三章 毛细管电泳分离技术-2015
一、毛细管电泳的进样技术
• (一)直接在线进样 • (二)近端进样及双向进样 • (三)流动注射与毛细管电泳联用(FI-CE) • (四)液相色谱与毛细管电泳联用 • (五)光学门进样 • (六)流动门进样
光学门进样装置示意图
流动门进样装置示意图
二、毛细管电泳检测器
• 由于样品区带在高压电场作用下,迁移速 度较快,因此,CE要求所用的检测器必须 具有很快的响应速度和很高的灵敏度。
• 例如,在一个电泳泳动期间,两个或更多 的蛋白质一起迁移而只形成一条区带。如 果我们在不同的pH值下进行分析,将导致 多余蛋白质带的出现,促使样品中其它蛋 白质的分离。
(4)操作电压
• 一个分子的迁移速率和媒介两边的场强是 成比例的。
• 但是,随着电压的增大对流也上升,导致 更强大功率的产生(功率以对流平方的方 式增加),这样一些功率以热量形式消散。
1.带电分子的本质
• 微粒的净电荷、大小、形状和相对质量对 它们的电泳淌度有相当大的影响。
• 分子的带电量与大小的比例是一个重要的 参数。
• 电量与大小的比例(e/r)越大,分子在给 定条件下,迁移得越快。
2.电泳系统的性质
• 电泳缓冲液的离子构成、温度、电泳缓冲 液的pH值、操作电压、载体介质的选择
• 固、液两相之间的相对运动发生在吸 附层与扩散层之间的滑动面上,此处 的电动势称为界面电动势,也称ζ电位。
• 由于处在扩散层中的正离子的溶剂化 作用,它在电场中发生迁移时,将带 动整个溶液向阴极移动,所以就形成 电渗流。
eo 4
veo
eoE
E 4
• 电渗流速度Veo与ζ电位、ε、E成正比,而 与介质的粘度η成反比。
• 高压电源可对毛细管施加5~50 kV电压,操作电 压一般控制在5~30 kV范围。
毛细管电泳仪的操作指南和分离条件设置技巧
毛细管电泳仪的操作指南和分离条件设置技巧毛细管电泳是一种常用于分离和检测生物大分子的技术。
毛细管电泳仪是进行毛细管电泳实验的重要仪器,准确的操作和合理的分离条件设置对于实验的成功和结果的准确性至关重要。
本文将为您介绍毛细管电泳仪的操作指南和分离条件设置的技巧。
I. 毛细管电泳仪操作指南毛细管电泳仪操作指南包括样品准备、仪器预热和校准、样品注入和分离过程等步骤。
1. 样品准备样品的准备是毛细管电泳的第一步,对于不同的样品可以选择不同的处理方法。
常见的样品处理包括蛋白质的脱盐和浓缩、核酸的纯化等。
在样品处理过程中,要注意保证样品的纯度和浓度,以免对后续的分离和检测造成影响。
2. 仪器预热和校准在进行毛细管电泳实验前,需要预热和校准仪器。
预热的目的是使仪器温度达到设定的实验温度,通常在室内使用的毛细管电泳仪温度范围为15-30摄氏度。
校准的目的是确保仪器的稳定性和准确性,包括流速的校准、电场的校准等。
3. 样品注入样品注入是将处理好的样品导入毛细管的过程。
样品注入可以采用手动或自动注射的方式。
在样品注入过程中,要注意使样品均匀注入毛细管内,并避免产生气泡。
4. 分离分离过程是毛细管电泳的关键步骤。
在分离过程中,通过控制电压和电流来实现样品分离。
通常,高电压和电流可以加快分离速度,但也容易产生热量,影响分离结果。
因此,在分离过程中,要根据样品性质和分离要求来选择合适的电压和电流条件。
II. 分离条件设置技巧合理的分离条件的设置对于毛细管电泳实验的成功和结果的准确性至关重要。
以下是一些分离条件设置的技巧。
1. 电压和电流设置电压和电流的设置是影响分离速度和分离效果的重要因素。
一般情况下,较高的电压和电流可以加快分离速度,但也容易产生热量,影响分离结果。
因此,在设置电压和电流时,要根据样品的性质和分离要求来选择合适的数值。
2. 缓冲液选择缓冲液是毛细管电泳中重要的组成部分,可以影响分离效果和样品的稳定性。
在选择缓冲液时,要考虑到样品的性质和分离要求,不同的样品可能需要不同的缓冲液pH值和离子浓度。
毛细管电泳的主要分离模式 免费
常用分离模式毛细管电泳是指所有在极细毛细管内进行的电泳新技术,它根据分离机理不同具有多种分离模式,能够提供互不相关而又相互补充的信息。
毛细管电泳常用的分离模式包括毛细管区带电泳(CZE)或称自由溶液毛细管电泳(FSCE)、胶束电动毛细管色谱(MECC)、毛细管凝胶电泳(CGE)、毛细管等电聚焦(CIEF)和毛细管等速电泳(CITP),各分离模式、分离机理见下表。
在大多数情况下,可以通过改变缓冲液的组成来实现不同的操作模式。
毛细管区带电泳毛细管区带电泳(CZE)是毛细管电泳中最简单、最基本、应用最广泛的一种分离模式。
在毛细管中仅填充缓冲液,基于溶质组分的迁移时间或淌度的不同而分离。
除了溶质组分本身的结构特点和缓冲液组成,不存在其他因素如聚合物网络、pH梯度或另一分配相对分离的影响。
CZE分离无需固体支持介质,不存在基质效应,能分离淌度差别很小的组分。
CZE 中由于电渗流的存在,阴、阳离子可以同时分析,中性溶质电泳迁移为零与电渗流同时流出,如下图。
CZE的特点是操作简单、快速、分离效率高,应用范围广。
从原理上讲可以适用于所有具有不同淌度的荷电粒子的分离,分子量范围从十几的小分子离子到几十万的生物大分子。
胶束电动毛细管色谱胶束电动毛细管色谱(MECC或MEKC)是电泳技术和色谱技术巧妙结合的分离新技术。
MECC是在电泳分离缓冲液中加人离子型表面活性剂胶束,使电中性物质能根据其在胶束相和水相的分配系数不同而进行分离。
MECC是毛细管电泳中唯一能同时分离中性物质和离子型物质的分离模式。
它是1984年由Terabe首先报道的一种新型的毛细管电泳技术,也是目前研究较多,应用较广的一种毛细管电泳操作模式。
MECC是基于胶束增溶和电迁移过程进行的,因此其分离要求有两相:一相是带电的离子胶束,是不固定在毛细管中的假固定相,它具有与周围缓冲液介质不同的电泳淌度,也可称为胶束电泳淌度(μmc),并且与分离溶质相互作用(胶束增溶过程);另一相是导电的水溶液相,在电场作用下,水相由电渗流驱动流向阴极(电迁移过程)。
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。
第3章 场分离-制药分离工程-0317-李永新-江苏师范大学
44
(2).毛细管凝胶电泳
将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 其具有多孔性,类似分子筛的作用,试样分子按大小分 离。能够有效减小组分扩散,所得峰型尖锐,分离效率高。 蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关,区带电 泳模式很难分离,采用毛细管凝胶电泳能获得良好分离, DAN排序的重要手段。 特点:抗对流性好,散热性好,分离度极高。 无胶筛分技术:采用低粘度的线性聚合物溶液代替高粘 度交联聚丙烯酰胺。柱便宜、易制备。
机理:
A 降低溶剂介电常数 B 破坏水化膜
12
1、常用的有机溶剂沉析剂
选择依据: 水溶性要好 介电常数要小 致变性作用要小 毒性要小、挥发性适中
常用:乙醇、甲醇和丙酮
13
2、有机溶剂沉淀法的影响因素 1)温度 必须在低温下进行
2)pH值: pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。
3)样品浓度:一般初浓度为0.5~2%
在高电场的作用下,带正电荷的溶液表面及扩散层向阴 极移动,由于这些阳离子实际上是溶剂化的,故将引起柱中
的溶液整体向负极移动,速度ν电渗流。
34
电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质: 内表面带负电荷,溶液带正电荷,电渗流流向阴极; 内表面带正电荷,溶液带负电荷,电渗流流向阳极; 石英毛细管;带负电荷,电渗流流向阴极; 改变电渗流方向的方法: (1)毛细管改性 表面键合阳离子基团; (2)加电渗流反转剂 内充液中加入大量的阳离子表面活性剂,将使石英毛细 管壁带正电荷,溶液表面带负电荷,电渗流流向阳极。
39
毛细管结构
毛细管是CE分离的心 脏。理想的毛细管必须是电 绝缘、紫外/可见光透明且富 有弹性的,目前可以使用的 有玻璃、熔融石英或聚四氟 乙烯塑料等。毛细管内径一 般为10~100μm,其截面结 构图标意图如图17.23所示。
《毛细管电泳原理》课件
分离的程度。
分辨率
02
分辨率是指毛细管电泳谱中相邻两峰之间的分离程度,分辨率
越高,分离效果越好。
检测限
03
指在毛细管电泳谱中能够检测到的最小样品浓度,检测限越低
,灵敏度越高。
定量分析
标准曲线法
通过绘制标准曲线,将毛细管电泳谱中的峰高或峰面积与样品浓度进行线性回归 分析,从而进行定量分析。
内标法
通过在样品中加入内标物,利用内标物与样品中各组分的分离度和响应因子相同 的特点,进行定量分析。
数据分析方法
峰高法
通过测量毛细管电泳谱中各组分的峰高,利用峰高与样品浓 度的线性关系进行定量分析。
峰面积法
通过积分毛细管电泳谱中各组分的峰面积,利用峰面积与样 品浓度的线性关系进行定量分析。
05
毛细管电泳的优缺点与展望
优点与缺点
高分离效能
毛细管电泳具有极高的分离效率,可 实现复杂样品的快速分离。
药物分析
毛细管电泳在药物分析中 可用于药物成分的分离和 检测,以及药物代谢产物 的分析。
食品安全
毛细管电泳可用于食品安 全检测,如食品添加剂、 农药残留等的检测。
02
毛细管电泳的仪器与实验条
件
仪器介绍
毛细管电泳仪的基本构成
检测器的选择
包括高压电源、进样系统、毛细管电 泳柱、检测器和数据采集系统等部分 。
配制电解质溶液
按照所需的浓度和比例,配制 电解质溶液。
数据处理与分析
采集实验数据,进行数据处理 和分析,得出结论。
03
毛细管电泳的分离模式与分
离机制
分离模式
毛细管区带电泳(CZE)
胶束电动色谱(MEKC)
毛细管凝胶电泳(CGE)
第三章毛细管电泳法高等教育
特选课件
34
一、毛细管区带电泳
(Capillary zone electrophoresis , CZE)
带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流速度的矢量和。 正离子:两种效应的运动方向一致,在负极最先流出; 中性粒子:无电泳现象,受电渗流影响,在阳离子后流出;
阴离子:两种效应的运动方向相 反;ν电渗流 >ν电泳时,阴离子在负极最 后流出,在这种情况下,不但可以按类 分离,同种类离子由于差速迁移被相 互分离。
特选课件
29
特选课件
30
3.缓冲液池
化学惰性,机械稳定性好;
4.检测器
要求:具有极高灵敏度,可柱端检测; 检测器、数据采集与计算机数据处理一体化;
类型
检测限/mol
特点
紫外-可见 10-13~10-15 加二极管阵列,光谱信息
荧光
10-15~10-17 灵敏度高,样品需衍生
激光诱导荧光 10-18~10-20 灵敏度极高,样品需衍生
Vap是表观迁移速度;μap是表观淌度;ldet 是毛细管有效长度; ltot 是毛细管总长度
2.分离效率(塔板数)
在CE中,仅存在纵向扩散,σ2=2Dt
n apVl det ap Eldet ;
2DL
2D
n
5.54
tR W1/
2
2
扩散系数小的溶质比扩散系数大的分离效率高,这是分离生
物大分子的依据。
式中, e为of 电渗速度;为eof 电渗淌度(EOF mobility); 为 双电
层的Zeta电位; 为 缓冲液介电常数;η为电解液粘度;V为所
施加的电压; 为毛lto细t 管总长度。
特选课件
11
毛细管电泳分离技术课件
电泳操作
01Leabharlann 准备毛细管电泳仪和样 品02
样品处理:稀释、离心、 过滤等
03
毛细管电泳仪设置:电 压、电流、温度等
04
毛细管电泳仪运行:样 品注入、电泳、检测等
05
数据分析:电泳图谱分 析、数据处理等
06
结果报告:电泳结果、 结论和建议等
数据分析
01
毛细管电泳分离技术 原理
03
毛细管电泳分离技术 数据分析方法
05
毛细管电泳分离技术 数据分析应用
02
毛细管电泳分离技术 操作步骤
04
毛细管电泳分离技术 数据分析结果分析
毛细管电泳分离技术的发展趋势
技术改进
1
2
提高分离效率: 通过优化毛细管 电泳参数和设计, 提高分离效率
降低成本:通过 改进毛细管电泳 设备,降低设备 成本和运行成本
3
4
提高灵敏度:通 过改进检测方法, 提高毛细管电泳 的灵敏度
毛细管电泳技术的特点
高效分离:毛细管电泳技术具有较高的分离效率, 能够快速分离复杂样品中的多种组分。
灵敏度高:毛细管电泳技术具有较高的灵敏度,能 够检测到样品中极低浓度的组分。
快速分析:毛细管电泳技术具有较快的分析速度, 能够在较短的时间内完成样品的分析。
应用广泛:毛细管电泳技术广泛应用于生物医学、 环境科学、食品科学等领域,具有广泛的应用前景。
演讲人
毛细管电泳分 离技术课件
2023-12-11
目录
01. 毛细管电泳分离技术的基本 原理
02. 毛细管电泳分离技术的应用 03. 毛细管电泳分离技术的操作
步骤
04. 毛细管电泳分离技术的发展 趋势
毛细管电泳技术及应用ppt课件
电渗流表示,取决于电渗淌
ν
电渗流
= μE
ξ
电渗淌度取决于电泳介质及双电层的Zeta电势,即 μ = ε
0ε
ε 0—真空介电常数;ε —介电常数;ξ —毛细管壁的Zeta电势。
ν ν
电渗流
= ε 0ε ξ E = Lef/teo
ppt课件 12
实际电泳分析,可在实验测定相应参数后,按下式计算
(球形离子)
物质离子在电场中差速迁移是电泳分离的基础。 淌度μ :单位电场强度下的平均电泳速度。
q E 6π
q—离子所带的有效电荷; E —电场强度; γ —离子的表观液态动力学半径 η —介质的粘度;
ppt课件 9
电渗现象与电渗流
electroosmosis and electroosmotic flow
(1)毛细管改性 表面键合阳离子基团; (2)加电渗流反转剂 内充液中加入大量的阳离子表面活性剂,将使石英毛细 管壁带正电荷,溶液表面带负电荷。电渗流流向正极。
ppt课件 13
4. CE中电渗流的流形
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)。
电渗流
Lef —毛细管有效长度; teo—电渗流标记物(中性物质)的迁移时间。
CE中电渗流的方向
电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质: 内表面带负电荷,溶液带正电荷,电渗流流向负极; 内表面带正负电荷,溶液带负电荷,电渗流流向正极; 石英毛细管;带负电荷,电渗流流向阴极;
改变电渗流方向的方法:
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注:μe:电泳迁移率(电泳淌度); E:电场强度; V-毛细管柱两 端施加的电压;L-毛细管柱的长度。
μe =νe/E= Q/f
第三章毛细管电泳分离技术
ve
Q f VL
QV
6RsL
注: Q-离子所带的净电荷;f-Stokes阻力系数。η是缓冲 溶液的粘度(动力学的),Rs是离子的有效半径(包括溶剂化层)
毛细管电泳分离柱效方程式
两端电压
N l2
aV pp l eeV o l
2 Dt2 DL 2 D L
理论塔板高
毛细管总长度
溶质扩散系数
实验上可按下式求出理论塔板数
电泳图上从起点至电泳峰 最大值之间的距离
电泳峰的半高峰宽
第三章毛细管电泳分离技术
毛细管电泳分离柱效方程式
N l2
① 消除固液界面间的ζ电位或提高溶液的粘度; ② 在毛细管的内壁涂上聚合物,如聚丙烯酰胺涂
层。 具体方法有:
第三章毛细管电泳分离技术
第三章毛细管电泳分离技术
第三章毛细管电泳分离技术
第三章毛细管电泳分离技术(Fra bibliotek)分离效率和分离度
1、分离效率
电泳湍度
毛细管有效长度
电渗湍度
柱效可用理论塔板数n表示
• 20世纪70年代在HPLC的推动下,电泳分离技术 成为了一种“灰姑娘”式的技术
第三章毛细管电泳分离技术
• 1981年,Jorgenson等介绍了毛细管区带电泳技 术。
• 1984年Terabe等提出的胶束电动毛细管色谱。 • 1987年,Hjerten建立了毛细管等电聚焦。 • 1987年,由Chohen等提出了毛细管凝胶电泳。 • 1991年,Monnig等首次提出了高速毛细管电泳。 • 目前,毛细管电泳已广泛应用于氨基酸、肽、蛋
介质的介电常数
界面电动势
电渗流迁移率
溶剂流迁移速度
eo 4
介质的粘度
veo eoE4E
电渗流速度Veo与ζ电位、ε、E成正比,而 与介质的粘度η成反比。
第三章毛细管电泳分离技术
与HPLC柱不同,毛细管中的电渗流呈平面 流型,它不存在径向梯度。
第三章毛细管电泳分离技术
电渗流的意义
1. 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
第三章毛细管电泳分离技术
固、液两相之间的相对运动发生在吸附层 与扩散层之间的滑动面上,此处的电动势 称为界面电动势,也称ζ电位。
由于处在扩散层中的正离子的溶剂化作用, 它在电场中发生迁移时,将带动整个溶液 向阴极移动,所以就形成电渗流(Electro Osmotic Flow, EOF)。
第三章毛细管电泳分离技术
白质和核酸等离子型生物大分子的分离分析,加 入表面活性剂还可以扩大到中性粒子,甚至应用 到细胞和病毒等的分离。同时,在小分子化合物 的分离分析方面也取得了重大进展。
第三章毛细管电泳分离技术
第三章毛细管电泳分离技术
第二节 毛细管电泳基本原理
一、毛细管电泳的理论基础 毛细管电泳法:是指以弹性石英毛细管为分离通道,以高压
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。
第三章毛细管电泳分离技术
电解质区带的移动速度(Vi)等于电解质区带的 电泳迁移速度(Ve)与溶剂流速度(Veo)之和。 Vi = Ve + Veo
第三章毛细管电泳分离技术
当把样品从阳极端注入毛细管时,假设A物质为 负离子,B物质为正离子,则带不同电荷的离子 将按下面的速度迁移到阴极,到时间t时,A、B 物质已经分离了。
➢ 正离子:νt =νeo + ν+ ➢ 中性分子:νt = νeo ➢ 负离子:νt =νeo - νˉ
注:电渗流的速度 为泳流的若5-7倍
第三章毛细管电泳分离技术
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
➢ 抑制毛细管中电渗流的办法:
第三章 毛细管电泳分离技术
第三章毛细管电泳分离技术
第一节 概 述
电泳是基于两种或多种带电粒子或微粒,它们 所在的介质受到外加直流电场的作用下,其迁 移速率不同而得到分离的一类方法。 (electrophoresis )
第三章毛细管电泳分离技术
发展历程
• 1807年,Ferdinand Frederic Reuss就观察到了 荷电物质在电场力作用下会发生运动的现象。
直流电场为驱动力,依据样品中各组分的淌度(单位电场 强度下的迁移速度)和/或分配行为的差异而实现分离的 一种分析方法。 在毛细管电泳中带电粒子所受的驱动力:
电泳力 电渗力
第三章毛细管电泳分离技术
(一)电泳和电渗
电泳(Electrophoresis)是指溶液中带电粒子(离 子、胶团)在电场中定向移动的现象。电泳是驱动电 解质运动的第一种动力。
• 1909年,由Michaelis对此现象的描述中提出电 泳这个术语(elektron和pbore,分别代表电和搬运 者的意思 )
• 20世纪30年代,通过Tiselius的研究,电泳技术 才得到有实际意义的发展,Tiseluis也因此获得 了1948年度的诺贝尔奖。
• 到20世纪50年代,电泳已经是一种与纸和薄层的 平面色谱技术一样的实验室常用技术。
aV pp l eeV o l
2 Dt2 DL 2 D L
提高分离电压是增加分离效率的主要途径,在相 同的操作电压下,l/L =1,分离效率最高(短的毛 细管)。此外,N与溶质的扩散系数D成反比,所 以用毛细管电泳分离大分子时,可得到高的柱效。 高的电渗流也可提高柱效。
当毛细管长度一定时,带电离子的迁移速度 与溶质离子的电荷、施加的电压、缓冲溶液 的粘度及带电离子的大小有关。
第三章毛细管电泳分离技术
电渗(Electro osmosis)是驱动电解质运动 的第二种作用力,它使毛细管中的溶剂在 直流电场作用下发生定向运动。
第三章毛细管电泳分离技术
电渗流的产生
毛细管内壁表面上的硅醇基在pH>3的水溶液中,可电离 而产生SiO-负离子,使毛细管内壁带上负电荷,因此,溶 液中的一部分正离子就靠静电作用而吸附于毛细管内壁上, 形成一个双电层(Electric double layer)。其中一层是带 负电的内壁,一层是带正电的溶液离子吸附层。但溶液中 的其余大部分正离子则是离内壁越远,越呈自由状态,于 是在吸附层之外又存在着一个扩散层 。