仪器分析毛细管电泳法
人卫第七版分析化学第二十章毛细管电泳法
第二十章
毛细管电泳法
仪器分析
常用的阴离子表面活性剂有十二烷基硫酸钠（SDS）、 N-月桂酰-N-甲基牛磺酸钠（LMT）、牛磺脱氧胆酸 钠（STDC）等。 阳离子表面活性剂最常用的是季铵盐，如十二烷基三 甲基溴化铵（DTAB）、十六烷基三甲基溴化铵 （CTAB）等。 非离子型表面活性剂有3-[3-(氯化酰胺基丙基)二甲基 胺基]-1-丙基磺酸酯（CHAPS）等。
3.吸附
产生原因：
（1）阳离子溶质和带负电的管壁的离子相互作用 （2）疏水作用。 对于生物大分子，如碱性蛋白和多肽等，吸附严重时可能导致测不
到信号。因此，生物大分子分析时常需用涂层处理的毛细管柱。
4.进样
5.电泳
（过载）
样品区带与周围电解质溶液间的电导率差，从而导致峰形展宽。
第二十章 五、分离度
另外，还有手性表面活性剂，如胆酸、毛地黄皂苷、 十二烷基-N-L-缬氨酸钠等。
Hale Waihona Puke 第二十章毛细管电泳法
仪器分析
表面活性剂选择时应考虑以下因素：
（1）经济易得 （2）水溶性好 （3）紫外吸收背景越低越好 （4）不与样品发生破坏性作用
（5）所形成的胶束足够稳定
第二十章
毛细管电泳法
仪器分析
碳链较短的阴离子表面活性剂为优先选择对象。SDS易得、紫外
吸收低，最为常用。如经浓度、缓冲溶液及pH优化，分离仍不佳，
再换具有不同碳链长度或结构的其它阴离子表面活性剂。若结果 仍不好，应考虑使用阳离子或中性、两性表面活性剂，如CTAB
第二十章
毛细管电泳法
仪器分析
第三节
毛细管电泳的主要分离模式
毛细管电泳仪核酸分离分析
毛细管电泳仪核酸分离分析毛细管电泳仪核酸分离分析是一种广泛应用于生物技术和生物医学研究领域的分析方法。
它通过将DNA、RNA或其他核酸样品注入到毛细管中，利用电场的作用使核酸在毛细管内迁移，在电泳分离过程中根据核酸分子的大小、电荷和构象差异，实现对核酸样品的分离和定量分析。
本文将从毛细管电泳仪的原理、实验操作和应用领域三个方面展开介绍。
一、毛细管电泳仪的原理毛细管电泳仪是以电泳为基础的仪器设备，主要由高压电源、注射器、分离柱、检测器和数据处理系统等组成。
核酸样品首先通过注射器被导入到毛细管内，然后通过电场力将核酸分子在毛细管内迁移。
毛细管内的分离柱起到了筛选和分离核酸的作用，不同长度或不同带电性质的核酸分子将被分离开来。
分离完成后，检测器会检测样品，根据检测信号进行数据处理和分析。
二、毛细管电泳仪的实验操作1. 样品制备：将待测核酸样品提取并纯化，测定浓度和纯度。
2. 缓冲液的配制：根据实验需要选择合适的缓冲液，调节缓冲液的pH值和离子强度，以优化分离效果。
3. 毛细管的选择：根据样品特性和分离目标，选择合适的毛细管材料、内径和长度。
4. 样品注入：使用专用注射器将核酸样品注入到毛细管中。
5. 分离条件设置：根据样品的性质和实验需要，设置适当的分离电压、电流和温度等条件。
6. 分析与结果解读：根据检测器所得到的信号，进行数据处理和结果解读。
三、毛细管电泳仪的应用领域毛细管电泳仪核酸分离分析广泛应用于生命科学研究、医药领域以及法医学等领域。
具体应用包括但不限于以下几个方面：1. 生物医学研究：在基因工程、遗传学、分子生物学等领域中，毛细管电泳仪被广泛应用于核酸样品的分离、纯化和测序等方面。
2. 临床诊断：毛细管电泳仪可用于检测和分析人体内的基因突变、染色体异常等，对临床疾病的诊断、预测和治疗具有重要意义。
3. 食品安全监测：毛细管电泳仪可以对食品中的转基因成分、有害物质和添加剂等进行快速准确的分析，为食品安全监测提供科学依据。
毛细管电泳法
此外，还有一类基于芯片的二维分离系统主要应用于蛋白质酶解物的分离分析。
除上述分离模式外，芯片自由流电泳也是芯片电泳分离蛋白质的重要方法。芯片自由流电泳是指在芯片中通 过外加电场使样品随缓冲液连续流动的同时沿电场方向进行电迁移，从而按照电泳淌度不同实现分离的电泳分离 模式。Raymond等采用芯片自由流电泳模式分离了人血清蛋白、缓激肽和核糖核酸酶A，其分离长度为3.1 cm，流 出时间为62 S。Kobayashi等采用自由流电泳的分离模式在一个体积为56.5 mm×35 mm×30 mm的微分离室 (60uL)中实现了持续的蛋白质分离，并用羟丙基甲基纤维素涂覆来抑制蛋白质吸附，在25 min内有效分离了细胞 色素C和肌红蛋白。最近，Kohl．heyer等H 3。制作了一种自由流等电聚焦分离蛋白质的玻璃芯片，成功地将人 血清白蛋白(pI=4.4)与等电聚焦标记物(pH 3和9)分离。
仪器要求
所用的仪器为毛细管电泳仪。正文中凡采用毛细管电泳法测定的品种，其所规定的测定参数，除分析模式、 检测方法(如紫外光吸收或荧光检测器的波长、电化学检测器的外加电位等)应按照该品种项下的规定外，其他参 数如毛细管内径、长度、缓冲液的pH值、浓度、改性剂添加量、运行电压或电流的大小、运行的时间长短、毛细 管的温度等，均可参考该品种项下规定的数据，根据所用仪器的条件和预试验的结果，进行必要的调整。
检测方法
毛细管电泳通常用到的检测方法有吸收光谱，荧光光谱，热镜，拉曼光谱，质谱和电化学方法。
毛细管电泳法的使用方法
毛细管电泳法的使用方法毛细管电泳法是一种分离和分析化学物质的常用方法，它基于物质在电场中的运动速度差异而实现分离。
适用于各种复杂样品的分析，包括生物样品、环境样品和食品样品等。
本文将介绍毛细管电泳法的使用方法。
一、实验准备1. 仪器准备：毛细管电泳仪和电泳装置是进行毛细管电泳分析的关键设备。
确保仪器完好无损，并根据仪器的使用说明进行正确操作和维护。
2. 毛细管准备：选择适当的毛细管，一般为无机硅玻璃或石英毛细管。
根据分析需求，选择不同内径和长度的毛细管。
3. 缓冲溶液准备：根据分析的目标物质的性质，选择合适的缓冲溶液。
常用的缓冲溶液包括磷酸盐缓冲液、乙酸缓冲液等。
根据需要，可以添加其他辅助剂来改善分离效果。
二、样品制备1. 样品处理：根据分析目标，选择合适的处理方法。
常见的样品处理方法包括离心、过滤、稀释、萃取等。
2. 样品溶解：将处理后的样品溶解于适当的溶剂中，并进行必要的稀释。
保证样品的浓度范围适合毛细管电泳的检测方法。
3. 样品准备：将样品注入样品瓶中，并保持封闭状态，以防止污染和样品损失。
三、实验操作1. 建立分析方法：根据样品性质和目标物质的不同，确定最适合的毛细管电泳分析方法。
包括电泳条件的选择、运行缓冲溶液的优化以及检测参数的设置等。
2. 毛细管填充：在进行毛细管电泳之前，需要将毛细管填充成电泳缓冲液中的一种或多种成分。
常用的填充方法包括静态填充法、动态填充法和电泳填充法。
3. 毛细管电泳条件的设定：根据样品的性质和分析目标的要求，设定合适的毛细管电泳条件，包括电压、电流、温度、电泳缓冲液的浓度和pH值等。
4. 样品注入和分析：将样品通过母液喷射装置或静态注射装置注入到填充好的毛细管中，然后开启电源，进行电泳分析。
5. 检测和数据分析：通过检测器对分离后的化合物进行检测，并记录峰的峰高和峰面积等参数。
利用这些数据进行数据分析和结果解释。
四、实验注意事项1. 仪器操作：严格按照仪器的使用说明进行操作，保证实验安全和设备的长期稳定性。
毛细管电泳仪的使用(原创)电泳仪的使用方法
毛细管电泳仪的使用(原创)电泳仪的使用方法毛细管电泳仪的使用 (原创)引言毛细管电泳是一种常见的分离和检测生物分子的方法。
毛细管电泳仪是用于进行毛细管电泳实验的仪器，它可以实现对生物样品的快速、高效分离和检测。
本文将介绍毛细管电泳仪的使用方法，包括仪器的准备和操作步骤。
仪器准备在开始使用毛细管电泳仪之前，需要对仪器进行一些准备工作。
1. 仪器清洁：确保仪器和使用的毛细管是干净的。
使用一定量的去离子水和实验室级酒精清洗仪器表面和通道。
使用纯净棉布擦拭毛细管，确保其表面干净。
2. 试剂准备：根据实验要求，准备所需的毛细管电泳缓冲液和样品。
确保试剂的质量好，并按照实验方法准确配制。
3. 电解质填充：根据实验设计和毛细管的使用要求，选择合适的电解质填充毛细管。
将电解质溶液注入毛细管两端，确保毛细管内充满电解质溶液。
操作步骤接下来，将详细介绍毛细管电泳仪的使用步骤。
1. 样品制备：根据实验要求，准备样品溶液。
将样品溶解在适当的溶剂中，并进行必要的稀释。
确保样品溶液的浓度适中，以免影响电泳结果。
2. 毛细管安装：，将毛细管插入仪器的毛细管插槽中。
确保毛细管插入的位置正确并且稳定。
然后，将毛细管的两端连接到电泳仪上的电极。
3. 仪器设置：根据实验要求，设置仪器的运行参数，如电压、电流和电泳时间等。
确保设置的参数符合实验要求，并检查仪器的参数显示是否正常。
4. 准备电泳缓冲液：根据实验要求，将正确配制的电泳缓冲液注入仪器的缓冲液槽中。
确保电泳缓冲液的pH值、离子浓度等参数符合实验要求。
5. 样品加载：使用微量注射器或自动进样器，将样品溶液缓慢注入毛细管的一端。
确保样品进入毛细管的位置正确，并注意避免空气泡的进入。
6. 开始电泳：确认样品已经加载完毕后，关闭注射器或自动进样器，将电泳仪的电源打开。
根据设置的参数，开始进行电泳实验。
7. 实验结束：当电泳时间到达设定的时间后，关闭电路，停止电泳实验。
注意关注电泳过程中的实时显示结果，并及时记录实验数据。
毛细管电泳法
毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定毛细管电泳又称高效毛细管电泳( High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE) 是一种仪器分析方法。
通过施加10-40kV 的高电压于充有缓冲液的极细毛细管，对液体中离子或荷电粒子进行高效、快速的分离。
现在，HPCE 已广泛应用于氨基酸、蛋白质、多肽、低聚核苷酸、DNA 等生物分子分离分析，药物分析，临床分析，无机离子分析，有机分子分析，糖和低聚糖分析及高聚物和粒子的分离分析。
人类基因组工程中DNA 的分离是用毛细管电泳仪进行的。
毛细管电泳较高效液相色谱有较多的优点。
其中之一是仪器结构 简单（见图1）。
它包括一个高电压源，一根毛细管，紫外检测器及计算机处理数据装置。
另有两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液池。
high-v oltagepower supply BufferV ialBuffer V ial Detector Recording dev icecapillaryElectrode Electrode图1 CE 仪器组成示意图毛细管中的带电粒子在电场的作用下，一方面发生定向移动的电泳迁移，另一方面，由于电泳过程伴随电渗现象，粒子的运动速度还明显受到溶液电渗流速度的影响。
粒子的实际流速 V 是电泳流速度 Vep 和渗流速度 Veo 的矢量和。
即:V = Vep + Veo (1)电渗流是一种液体相对于带电的管壁移动的现象。
溶液的这一运动是由硅/水表面的Zeta 势引起的。
CE 通常采用的石英毛细管柱表面一般情况下(pH>3)带负电。
当它和溶液接触时，双电层中产生了过剩的阳离子。
高电压下这些水合阳离子向阴极迁移形成一个扁平的塞子流，如图2。
毛细管管壁的带电状态可以进行修饰，管壁吸附阴离子表面活性剂增加电渗流， 管壁吸附阳离子表面活性剂减少电渗流甚至改变电渗流的方向。
毛细管电泳仪操作流程
毛细管电泳仪操作流程毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）作为一种高效而准确的分离和分析技术，已经广泛应用于生命科学、环境监测、化学分析等领域。
本文将为您介绍毛细管电泳仪的操作流程。
一、仪器准备1. 确保毛细管电泳仪处于正常工作状态，检查仪器的所有外部连接是否牢固。
2. 根据待测样品的特性选择合适的电泳缓冲液，并准备好所需的电泳缓冲液。
二、打开电泳仪1. 打开电泳仪的电源开关，等待一段时间以确保仪器达到稳定工作温度。
2. 启动电泳仪上的控制软件，并连接电泳仪与电脑。
三、样品处理1. 准备待测样品，并标记好每个样品的相关信息，如样品编号、浓度等。
2. 根据样品特性选择适当的预处理方法，比如蛋白质样品可能需要进行还原、热变性等处理。
四、样品注射1. 取一根胶管，并将其一端插入装有待测样品的样品瓶中，另一端插入电泳仪的样品槽中。
2. 打开电泳仪软件上的样品注射选项，并设置注射时间和注射电压。
3. 确保胶管中没有气泡，控制好注射速度，使样品缓慢注入到毛细管中。
五、电泳1. 设置所需的电泳参数，包括电压、电流、电泳温度等。
2. 在电泳仪软件上选择相应的电泳方法，并输入相关参数。
3. 点击开始电泳按钮，启动电泳过程。
六、数据收集与分析1. 在电泳过程中，观察样品的迁移情况，确保样品在毛细管中顺利迁移。
2. 根据实验需求，在电泳仪软件上选择合适的检测器，并设置相关参数。
3. 点击数据采集按钮，开始采集电泳数据。
4. 采集完毕后，保存数据并进行相应的数据分析和解读。
七、仪器关闭与清洗1. 结束实验后，关闭电泳仪软件和电源开关。
2. 移除使用过的毛细管，并将其丢弃或进行清洗。
3. 使用适当的清洗液清洗电泳槽和其他相关部件，确保仪器干净整洁。
4. 关闭电泳仪的电源，并进行日常维护和保养。
总结：以上便是毛细管电泳仪的操作流程。
在操作过程中，注意仪器的准备、样品处理、样品注射、电泳、数据采集与分析等步骤，确保实验顺利进行。
(仪器分析)9.3高效毛细管电泳的理论基础
2020/7/9
HPCE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，电渗流流向阴极； 石英毛细管：内表面带负电荷，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
e eV
e
e
E
Q f
Q为离子所带的静电荷,f 为stokes阻力系数
2020/7/9
对于球形离子： f = 6πηr
e
QV QV
f L 6πRsL
e
e
E
Q
6πR
Rs —离子的表观液态动力学半径；η —介质的粘度；
从上式可见，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、缓冲液黏度及带电离 子的大小有关。电渗流是驱动离子运动的第二种作用力。
所以，带电离子在溶液中的迁移速度：
e
eE
eV
L
μe ：电泳迁移率（电泳淌度,单位：cm2·V-1 ·s -1 ），E：电场强 度，V：电压；L：毛细管长度（有效长度为 l ）。
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。 被分离组分的保留时间 t 为：
t l lL
（b）加入表面活性剂，可改变电 渗流的大小和方向。
加入不同阳离子表面活性剂来控 制电渗流。
加入阴离子表面活性剂，如十二 烷基硫酸钠（SDS），可以使壁表 面负电荷增加，zeta电势增大，电 渗流增大。
（c）加入有机溶剂，如甲醇、乙腈， 使电渗流增大。
2020/7/9
9.3.2 HPCE中的基本关系式
毛细管电泳仪的使用(原创)电泳仪的使用方法
毛细管电泳仪的使用(原创)*电泳仪的使用方法毛细管, 电泳仪, 原创概要：准备工作1.毛细管的制备：①剪略长于需要长度的毛细管(使用专用的裁剪纱布)，断端利用镊子小心移除。
②烧窗：从毛细管进液端开始到实验者需要长度的位置烧窗，窗口尽量小，过程中可用防护工具对窗口两端.准备工作1.毛细管的制备：①剪略长于需要长度的毛细管(使用专用的裁剪纱布)。
断端利用镊子小心移除。
②烧窗：从毛细管进液端开始到实验者需要长度的位置烧窗，窗口尽量小，过程中可用防护工具对窗口两端的毛细管进行防护。
烧好的窗需用粘有酒精的棉花擦拭。
注：检测的有效长度为从毛细管进液端到检测窗之间的距离，这个距离一般根据实验者的需要自己掌握。
③取出卡槽：打开安放卡槽区域的门。
旋转固定卡槽的杠杆90度，按卡槽中央的释放按钮，握住卡槽的两端向上抽出卡槽。
④安装毛细管：将进液端的毛细管小心的从卡槽的出口插入。
进入时可轻轻旋转。
当窗口到达检测点时停止插入，将游离的进液端毛细管从卡槽的入口引出。
并固定好毛细管外端的橡胶管。
注：插入毛细管时小心操作，窗口位置的毛细管非常容易破裂，需格外谨慎。
过程中切忌使用暴力。
⑤安放卡槽：用与取出的步骤相反顺序的操作安放卡槽。
2.添加样品，缓冲液及冲洗液：①为了减少样品及缓冲液的挥发。
在插入加液管前可在加样管固定器的小孔内加入少量的ddH2O。
②已添加好的加液管，在插入转盘上的固定槽前先离心2min加液时注意加样枪头紧贴管壁，防止气泡的产生。
③为了减少虹吸作用，需要保持入口处和出口处的running buffer量一致，对于500ul体积的加液管，推荐加入500ul的剂量；对1.5ml体积的加液管，推荐1.3ml的剂量。
④推荐加入样品的最小剂量为50ul检测需要的最小剂量为15ul。
⑤在出口处的waste管中加入50ul的ddH2O，可以防止检测端的毛细管被冲洗液的残留污染。
电泳仪的操作1.插上电源。
检查电泳仪的连接情况。
仪器分析：毛细管电泳法
基本原理
HPLC分离原理是基于分配系数的差别， 保留时间不同而分离—色谱行为
CE是在电场作用下离子的大小与电荷数 量、符号不同，电位不同，导致迁移速 度不同而分离—电泳行为。
毛细管电色谱（CEC），则具有电泳及色 谱二种分离行为。
电泳与电泳淌度
电泳速率 uep 荷电质点在电场作用下，在电解质溶液
因此, H =B/u
（2）流型不同 CE
HPLC
毛细管电泳与高效液相色谱的流型与峰型的比较
毛细管电泳的重复性
提高定量重复性，可采用叠加 对比法或内标法，RSD < 4%
提高迁移时间的重复性，可采 用相对保留值RSD < 3%
毛细管电泳法用于中药及生物样品分 析的优点
一、具有柱效高、进样体积小等特点。 二、抗污染能力强。分析中药样品时，前处理 简单，
Kmw
水相
-
+
电渗流的迁移速度ueo和电场强度E 成正比。
电渗淌度μeo 单位场强下的电渗速率为电渗淌度。 μeo= ueo /E = /
缓冲溶液的介电常数 双电层电位 缓冲溶液的粘度
表观淌度
在CE中，离子被观测到的淌度是离子
的电泳淌度（μep）和背景电解质溶液的
电渗淌度（μeo）的矢量和，称为表观淌
分离机制 MEKC是在缓冲溶液中加入 表面活性剂，当表面活性剂的浓度超 过临界胶束浓度（CMC）时，则形成荷 电胶束。在无胶束存在时，所有中性 分子将同时随同电渗流到达检测器， 而不能分离。
在有胶束存在时，带负电荷的胶束在 电场作用下向相反方向（阳极）泳动（但 速度一般小于电渗流的速度，因此也缓慢 跟随电渗流向阴极迁移）。中性分子在胶 束（准固定相）和水相间形成分配平衡， 靠中性分子在胶束中的保留（“溶解”） 能力的不同而分离。
毛细管电泳仪的使用(原创)电泳仪的使用方法
毛细管电泳仪的使用(原创)电泳仪的使用方法毛细管电泳仪的使用方法一、简介毛细管电泳仪是一种常用的分离和分析技术仪器，通过电场作用将样品中的化合物分离出来。
本文将详细介绍毛细管电泳仪的使用方法。
二、仪器准备1.清洁仪器表面：使用纯净水和无菌纱布清洁仪器外壳和工作面。
2.检查电源：确保电源正常工作，连接正确并稳定。
3.准备电解质缓冲液：根据实验需要配制适当浓度的电解质缓冲液，并通过滤器过滤。
三、样品处理1.样品准备：准备待测样品，根据实验要求将其稀释或提取。
2.样品混合：将样品与电泳缓冲液以适当比例混合，并轻轻摇匀。
3.过滤样品：使用0.22微米的过滤器过滤样品，以去除悬浮颗粒。
四、仪器操作1.打开电源：按照仪器使用手册的指示打开电源，并确保电压稳定在设定范围内。
2.运行控制软件：启动电泳仪的控制软件，并连接仪器。
3.样品注射：使用适当的方法将样品注入毛细管内。
4.设置运行条件：根据实验需要，在控制软件中设置合适的电场强度、电压、温度等运行条件。
5.开始电泳：在控制软件中开始按钮，启动电泳过程。
6.观察结果：通过实时监控仪器反应情况，观察电泳分离效果。
7.停止电泳：在电泳结束后，停止按钮停止电泳过程。
五、结果分析1.导出数据：将电泳仪记录的数据导出至计算机，以便后续分析。
2.数据处理：使用适当的软件处理电泳数据，进行峰识别、定量分析等。
3.结果解读：根据实验需要，对电泳结果进行解读和分析。
六、文档附件本文档涉及附件，请参考附件部分。
七、法律名词及注释1.电解质缓冲液：含有离子的溶液，用于维持电泳过程中的稳定性。
2.毛细管：一种细长的管道，用于将样品输送到电泳仪中。
3.控制软件：用于控制电泳仪运行和记录实验数据的软件。
仪器分析实验 毛细管电泳仪分离测定雪碧中的苯甲酸钠
毛细管电泳仪分离测定雪碧中的苯甲酸钠开课实验室：环境资源楼310【实验目的】1、了解毛细管电泳分离的基本原理；2、了解毛细管电泳仪（以安捷伦7100为例）的结构及基本操作；3、掌握毛细管电泳的基本定性、外标法、标准曲线定量方法。
【基本原理】•原理概述：本实验通过使用毛细管电泳法，通过外标法绘制工作曲线，对饮料中苯甲酸钠含量进行定性定量测量，得出饮料中苯甲酸钠的含量。
•电泳：定义：带电粒子在电场作用下在缓冲溶液中作定向运动的现象；分类：自由电泳、区带电泳（将样品加于载体上，并加一个电场，在电场作用下，得到良好的分离）。
•电渗：液体相对于带电的管壁移动的现象。
由于毛细管材料通常为熔融硅胶，其中的硅醇基团，是构成氢键吸附并使毛细管内电介质产生电渗流的重要原因。
在常用缓冲液pH值下，毛细管壁带负电，于是在贴近管壁的液体表面形成了一个和管壁电荷异号的偶电层。
在毛细管电泳中，电渗是指高电场作用下，偶电层中水和阳离子或质子引起流体朝负极方向运动。
电渗是毛细管电泳中最重要和最有趣的性质之一。
•粒子的运动速度：由于同时存在着泳流和渗流，粒子在毛细管电介质中的运动速度应当是这两种速度的矢量和，其迁移速率是电泳和电渗力的函数：正离子：运动方向和电渗一致，应当最先流出；中性离子：泳流速度为0，将随电渗而行；负离子：因其运动方向和电渗相反，在电渗速度大于电泳速度时，它将在中性离子之后流出；图1 不同粒子在毛细管电介质中的运动•毛细管电泳：特点：它的电泳过程在散热效率极高的毛细管内进行，故能够引入高的电场强度，从而全面改善分离质量。
优点：使用细柱子，一是减小电流，因此减少自热；二是增大散热面积（侧面积与截面积之比），加快散热；缺点：进样和检测等技术方面的麻烦与困难；检测：电泳毛细管的直径极小，产生的溶质谱带体积也极小。
通常采用的检测方法是电泳的柱上检测。
此时峰宽对迁移时间将有一定的依赖性。
移动较快的组分通过检测窗所需的时间较短，反之则较长。
毛细管电泳法检测操作规程
毛细管电泳法检测操作规程1. 引言本操作规程旨在准确地描述毛细管电泳法的检测操作步骤，以确保结果的可靠性和一致性。
毛细管电泳法是一种常用的分析方法，可以用于分离、鉴定和定量分析各种样品中的化合物。
2. 设备和试剂2.1 设备- 毛细管电泳仪：确保仪器的正常运行状态和正确的参数设置。
- 注射器：用于将样品注入到毛细管中。
- 毛细管柱：选择适合样品分析的合适柱型。
- 检测器：确保检测器的正常工作状态和灵敏度。
2.2 试剂- 母液：根据需要选择合适的母液，例如缓冲溶液。
- 样品：按照实验要求准备样品。
3. 操作步骤3.1 准备工作- 打开毛细管电泳仪电源，并确保仪器的正常启动。
- 检查仪器的参数设置，包括电压、注射时间和检测器灵敏度等。
- 准备所需的母液，并将其装入毛细管柱中。
3.2 样品处理- 准备样品，并进行必要的预处理，例如稀释或离心。
- 使用注射器将样品注入到毛细管柱中。
- 确保样品注射量的准确性和一致性。
3.3 进行电泳- 启动电泳仪，并将电压设置为合适的数值。
- 开始记录检测器的响应信号，并将其连接到数据记录设备。
- 监控电泳过程中的实时数据，并确保结果的准确性和稳定性。
3.4 数据分析- 对电泳结束后的数据进行分析和解读。
- 鉴定样品中的化合物，并计算其峰面积或峰高度。
- 根据实验需求，进行定量分析或比较分析。
4. 结论本操作规程详细描述了毛细管电泳法的检测操作步骤。
在实际操作过程中，应根据具体的实验要求进行调整和优化。
同时，在操作过程中应注意安全和仪器的正确使用，以保证结果的准确性和可靠性。
仪器分析[第八章毛细管电泳分析法]山东大学期末考试知识点复习
![仪器分析[第八章毛细管电泳分析法]山东大学期末考试知识点复习](https://img.taocdn.com/s3/m/4bb47e8eb9d528ea80c7790f.png)
第八章毛细管电泳分析法1．毛细管电泳的主要特点以毛细管为分离通道、以高压电场为驱动力的液相分离分析技术，具有高效分离、快速分析、微量进样和灵敏度高的特点，特别适合离子、大分子与生物化合物的分离分析。
2．毛细管电泳仪基本组成与结构流程毛细管电泳仪主要由高压电源、缓冲液和进样系统、毛细管柱、检测．器及数据处理等五部分组成。
高压电源可对毛细管施加连续可调的0～50 kV直流电压，毛细管柱是电泳分离的核心部件，通常使用内径10～100μm，长12～120 cm的弹性熔融石英毛细管，两端分别浸泡在含有缓冲溶液的储液槽中，出口端装有检测器。
紫外可见光谱检测是最普遍的检测方法，激光诱导荧光检测是所有检测方法中灵敏度最高的，最低检出限可达10-21mol。
3．毛细管电泳的进样方式电迁移(电动)进样：在很短时间内，施加电压使样品通过电迁移进入毛细管。
特点：易控制进样量(控制电压和时间)，存在歧视现象，即电泳淌度大的组分进样量大。
流体力学进样：进样端加压、出口端抽真空及两端形成高度差产生虹吸三种方式。
特点：进样量不受样品基质的影响，不存在歧视现象，进样重复性差。
4．毛细管电泳分离的基本原理在毛细管电泳分离中带电粒子的运动受到两种力的共同作用：电泳力和电渗力。
电解质的电泳迁移速率单位电场强度下的平均电泳速度，即电泳迁移率(电泳淌度μe)：E为电场强度；f为阻力系数；V为毛细管柱两端施加的电压；Rs是离子的有效半径；L为毛细管柱的长度。
在pH>3的水溶液中，石英或玻璃毛细管内壁表面上的硅醇基可电离而产生SiO一，使毛细管内壁带上负电荷，因此溶液中的一部分正离子，依靠静电作用而吸附于毛细管内壁上，形成一个双电层，此处的电动势称为界面电动势，也称ζ电位。
在电场的作用下，固、液两相之间发生相对运动，管中溶液整体向阴极移动，形成电渗流。
电渗流的大小与ζ电位成正比，电渗迁移率μeo=εζ／(4πη)式中，μeo为电渗迁移率；ε为介质的介电常数；η为介质的黏度。
生化仪器分析之“毛细管电泳”
2012-4-19
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（二）新进展 微型化
• 在硅片上光刻出矩形槽作为毛细管，理论塔板 在硅片上光刻出矩形槽作为毛细管， 数105/m； ；
联用仪器
• CE-MS
阵列毛细管凝胶电泳
• 应用于人类基因 应用于人类基因DNA测序 测序
• 高效毛细管电泳技术概述 • 高效毛细管电泳仪仪器系统 • 高效毛细管电泳理论基础 • 高效毛细管电泳分离模式 • 高效毛细管电泳应用及进展
（二）电渗流 • 毛细管内壁表面的电荷所引起的管内 液体的整体流动，源于外加电场对管 壁溶液双电层的作用
电渗流的作用特点
使液体沿毛细管 壁均匀移动；
使携带不同电性 的分子均向负极 移动，中性分子 也随着电渗流一 起移动
电渗流 方向
样品分子 泳动方向
电渗流的流型特点
电渗流
HPLC
塞流 层流
高效毛细管电泳
加入高于胶束临界浓度的 表面活性剂
胶束电动色谱
• 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 • 比高效液相色谱更为高速
毛细管凝胶电泳
• 用多孔性的凝胶或其它筛分剂作介质，网 状结构，按分子的大小分离 • 是毛细管自由溶液区带电泳派生出的一种 电泳方式
高效毛细管电泳分离模式
毛细管区带电泳 毛细管胶束电动色谱 毛细管凝胶电泳 毛细管等电聚焦 毛细管等速电泳 毛细管阵列电泳
毛细管区带电泳
• 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
胶束电动色谱
• 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
经典电泳技术与现代 微柱分离相结合的产 物。
现代仪器分析-高效毛细管电泳法在药物分析中的应用 ppt课件
ppt课件
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❖ 缓冲溶液中加入离子型表面活性剂，其浓度达到临界浓 度，形成一疏水内核、外部带负电的胶束。在电场力的 作用下，胶束在柱中移动。
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❖ 电泳流和电渗流的方向相反，且u电渗流 ＞u电泳 ，负电胶 束以较慢的速度向负极移动；
❖ 中性分子在胶束相和溶液（水相）间分配，疏水性强的 组分与胶束结合的较牢，流出时间长；
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毛细管电泳的几种分离模式 (续)
（5）亲和毛细管电泳 (Affinity capillary electrophoresis, ACE)
在毛细管内涂层或在凝胶在中加入亲和配 基，以亲和力的不同达到分离目的。可用于研 究抗原-抗体或配体-受体等特异性相互作用。
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毛细管电泳的几种分离模式 (续)
ppt课件
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Typical Buffer Systems/FSCE(CZE)
BUFFER
Useful pH Range
Phosphate
1.1-3.1
Formate
2.8-4.8
Acetate
3.8-5.8
MES* (2-(N-吗啉)乙磺酸介绍)
5.2-7.2
Citrate (柠檬酸盐 )
仪器分析毛细管电泳法-PPT课件
毛细管电泳技术不仅在基础科学中得到广泛应用，在临床 医学等领域也有较多应用，如临床疾病诊断、临床蛋白分 析、临床药物监测、代谢研究、病理研究、 PCR产物分析、 DNA片段及序列分析等。
传导电流的作用。
t＝0
t＞0
2. 毛细管等速电泳（CITP）
使用两种电解质：一种为迁移率较高的前导离子 L 电解质， 一种为迁移率较低的尾随离子 T 电解质，被分离组分夹在 L 与 T之间，以同一速度运动，由于迁移率不同而分离。
3. 毛细管等电聚ຫໍສະໝຸດ (CIEF)基本操作步骤：进样、聚焦和迁移，用于生物大分子的分离。
碱 碱
酸 酸
毛细管等电聚焦电泳的运行过程 (a)进样；(b)聚焦；(c)迁移
4. 毛细管电色谱 (CEC) 分为填充柱和开管柱两种方式，可分离离子和中性分子，且 可分离手性分子。
5. 胶束电动毛细管色谱 (MECC) 两相：流动的水相和起固定相作用的胶束相 (准固定相)， 被测组分由于在水相和胶束相之间分配系数的差异而分离。
本章要求
⒈ 了解电泳、淌度、电渗的概念
⒉ 了解毛细管电泳仪的结构 ⒊ 了解六种毛细管电泳分离模式
毛细管电泳（ capillary electrophoresis ， CE ）又 称高效毛细管电泳（ HPCE ），是以毛细管为分离通道、 以高压直流电场为驱动力的液相分离技术。 CE 实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，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。生物大分子如蛋白质的分离分 析也因此有了新的转机。
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Capillary Electrophoresis
本章要求
⒈ 了解电泳、淌度、电渗的概念 ⒉ 了解毛细管电泳仪的结构 ⒊ 了解六种毛细管电泳分离模式
毛细管电泳（capillary electrophoresis，CE） 又称高效毛细管电泳（HPCE），是以毛细管为分离通道、 以高压直流电场为驱动力的液相分离技术。
根据各组分荷质比不同而分离。背景电解质仅起
传导电流的作用。
t＝0
t＞0
2. 毛细管等速电泳（CITP）
使用两种电解质：一种为迁移率较高的前导离子L电解 质，一种为迁移率较低的尾随离子T电解质，被分离组分夹在L 与T之间，以同一速度运动，由于迁移率不同而分离。
3. 毛细管等电聚焦 (CIEF)
基本操作步骤：进样、聚焦和迁移，用于生物大分子的分 离。
在毛细管中电渗速度可比电泳速度大一个数量级，所以能 实现样品组分同向泳动。正离子的运动方向和电渗流一致， 最先流出；中性粒子的电泳流速度为“零”，其迁移速度 相当于电渗流速度；负离子的运动方向和电渗流方向相反， 但因电渗流速度一般都大于电泳速度，在中性粒子之后流 出，从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离。
3. 检测系统
紫外-可见检测器 ；激光诱导荧光检测器；电化学检测器。
4. 数据处理系统
5.3 毛细管电泳分离模 式
6种分离模式： 毛细管区带电泳CZE 毛细管等速电泳CITP 毛细管等电聚焦CIEF 毛细管电色谱CEC 胶束电动毛细管色谱MECC 毛细管凝胶电泳CGE
1. 毛细管区带电泳 (CZE) 用CZE时，整个系统用一种缓冲溶液 (背景电解质)，
碱
酸
碱
酸
毛细管等电聚焦电泳的运行过程 (a)进样；(b)聚焦；(c)迁移
4. 毛细管电色谱 (CEC) 分为填充柱和开管柱两种方式，可分离离子和中性分子，
且可分离手性分子。
5. 胶束电动毛细管色谱 (MECC) 两相：流动的水相和起固定相作用的胶束相(准固定
相)，被测组分由于在水相和胶束相之间分配系数的差异而分 离。
利用这些带电粒子在电场中迁移速度的不同而达 到分离的技术称为电泳。
2. 毛细管电泳：CE
以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，利用被分 析离子在电场作用下移动速率不同而达到分离的目的，主要 用于分析在毛细管缓冲溶液中离解为离子的物质。
毛细管的内 径比头发丝 还细得多
10-30千伏电压
3. 淌度
2. 缺点
(1) 进样不够方便。 (2) 分析阴离子时，出峰时间较长。电渗会因样品组成而
变化，影响分离重现性。 (3) 光路太短，非高灵敏度的检测器难以测出样品峰。
毛细管电泳与高效液相色谱比较： 操作简单，试样量少。 分离效率高，成本低。 迁移时间的重现性、进样的准确性和灵敏度比HPLC差。
3. 应用
可检测多种样品，如血清、血浆、尿样、脑脊液、红细胞、 体液或组织及其实验动物活体实验。
本章要求
⒈ 了解电泳、淌度、电渗的概念 ⒉ 了解毛细管电泳仪的结构 ⒊ 了解六种毛细管电泳分离模式
感谢下 载
淌度：单位电场下的电泳速度。
绝对淌度：在无限稀释溶液中（稀溶液数据外推）测
得的淌度称为绝对淌度，0em
电泳速率：待测物从进样端到检测窗口的迁移速度，vem
μem
=
vem E
em：cm2/(sV)；
vem ：cm/s；
E：V/cm
4. 电渗
毛细管内充满溶液 pH > 3时，管内 Si-OH 电离 SiO- 基， 毛细管壁带负电，与溶质界面上形成双电层。在双电层的 扩散外层中，阳离子向阴极移动，带动溶液形成轴向流动。
除分离生物大分子（肽、蛋白、 DNA、糖等）外，还可 用于小分子（氨基酸、药物等）及离子（无机、有机）， 甚至可以分离各种颗粒（硅胶颗粒等）。从无机离子到 整个细胞，具有“万能”分析功能或潜力。
毛细管电泳技术不仅在基础科学中得到广泛应用，在临床 医学等领域也有较多应用，如临床疾病诊断、临床蛋白分 析、临床药物监测、代谢研究、病理研究、PCR产物分析、 DNA片段及序列分析等。
离子的出峰次序为：正离子 > 中性分子 > 子、中性粒子的分离。
㈡ 改变电渗流的大小和方向，可改变分离效率和选择性， 也是CE与HPLC相比能优化分离的重要因素。
㈢ 电渗流的微小变化影响结果的重现性，控制电渗流恒定 是CE分析关键所在。
㈣
电渗流在CE中起到像HPLC中的泵一样作用。
5.4 毛细管电泳特点及应用
1. 优点
(1) 高分辨率：理理论论塔塔板板数数高达数百万块至数千万块。
(2) 高灵敏度：可检测出低至10-20 mol浓度的物质。
HPL(C3中)，纵高向分扩析散速和度传：质可阻3力m是in影内响分谱离峰3展0种宽阴的离重子要；因素1.，7 min 而CE内只分有离纵1向9种扩阳散影离响子谱；峰4 展m宽in，内塔分板离数10：种蛋白质。
(4) 试样用量少：仅需几nL (10-9 L)的试样。
N(5)
(6)
2仪自eDU器动简：C单E，是DU操目:：前作组毛分自成细扩动本管散化低两系端程：数施度分加最析电高一压的个分试离样方仅法需。几毫升。
可 改善采(7，用) N20为0通0(10~~常26)0使010用005V，水的H溶高PL液压C的，，N分对为离人5速和10度3环~和2境分1无0离4。害度。有明显的
CE 实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，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。生物大分子如蛋白质的分离 分析也因此有了新的转机。
5.1 基本概念和原 理
1. 电泳
在电解质溶液中，带电粒子在直流电场的作用下， 以不同的速度或速率向其所带电荷相反电场方向迁移的 现象。阴离子向正极方向迁移，阳离子向负极方向迁移， 中性化合物不带电荷，不发生电泳运动。
5.2 毛细管电泳装 置
毛细管 铂电极 缓冲溶液
高压电源
1. 进样系统
电动进样；压力进样；扩散进样。 进样体积一般在纳升级。
2. 分离系统
毛细管： 熔融石英，长40~100 cm，内径25~100 m； 恒温系统：控制柱温变化在±0.1℃； 高压电源：电流0~300 A，电压0~30 kV (稳定性±0.1%)