第13章 毛细管电泳

null第13章 毛细管电泳 capillary electrophoresis第13章 毛细管电泳 capillary electrophoresis一、毛细管电泳及发展一、毛细管电泳及发展在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。 利用这种现象对化学、生物化学组分进行分离的技术称为电泳技术。 毛细管电泳CE:离子或带电离子以毛细管为分离室，高压直流电场为驱动力，依据各离子的淌度和分配行为的差异实现分离的新型分离技术。二、毛细管电泳的特点二、毛细管电泳的特点1.仪器简单、易自动化 电源、毛细管、检测器、溶液瓶 2.分析速度快、分离效率高 在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分离了24种阳离子；分离柱效：105～107/m理论塔板数； 3.操作方便、消耗少 进样量极少，水介质中进行； 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；第二节 毛细管电泳基本原理 basic principles of PHCE第二节 毛细管电泳基本原理 basic principles of PHCE一、基本概念 电泳迁移：带电离子在电场中定向移动。 迁移时间：tm 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。 电泳速度：单位时间移动的距离，cm/s，Ue表示 电场强度：电效应的强度，V/cm, 用E表示。 电泳淌度：移动速度与电场强度比值μep表示。Zeta势：毛细管壁上带负电荷的硅胶表面与缓冲液中阳离子之间形成的电势。Zeta势：毛细管壁上带负电荷的硅胶表面与缓冲液中阳离子之间形成的电势。null电渗流：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ueo电渗流。nullε—介电常数ξ—毛细管壁的Zeta电势。E－电场强度η－缓冲液黏度 内表面带负电荷，溶液带正电荷，电渗流流向阴极； 内表面带负电荷，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；pH 电渗流 缓冲液浓度 电渗流毛细管流型：毛细管流型：焦耳热：毛细管溶液中有电流通过时，产生的 热量焦耳热：毛细管溶液中有电流通过时，产生的 热量☻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”； ☻ 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%； 二、毛细管电泳基本分离原理二、毛细管电泳基本分离原理毛细管电泳仪的基本组成：进样，高压电源，电极/电极槽，毛细管，监测器，记录＆数据处理等部分迁移时间（保留时间）迁移时间（保留时间）在区带电泳中，电荷的移动和电渗流动的结合导致了分离。P294在区带电泳中，电荷的移动和电渗流动的结合导致了分离。P294毛细管电泳的分离效率用理论踏板数表示 通常N可以达到105第三节 毛细管电泳的分离模式第三节 毛细管电泳的分离模式毛细管电泳 毛细管区带电泳 毛细管凝胶电泳 胶束电动力学毛细管色谱 毛细管等电点聚焦电泳 毛细管等速聚焦电泳一、毛细管区带电泳 capillary zone electrophoresis ，CZE一、毛细管区带电泳 capillary zone electrophoresis ，CZE净电荷与质量比，表面电荷密度（淌度）不同－迁移速度不同 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。 最基本、应用广的分离模式；1 分离原理2 毛细管区带电泳分离的有关因素2 毛细管区带电泳分离的有关因素(1)工作电压：升高电压柱效提高，但是超过极点会使柱效下降（产生热）； （2）缓冲液的选择：通过实验搜寻＆优化； （3）溶剂：一般用水配缓冲液，如果用水－有机溶剂常能改善分离度＆选择性。 甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、甲酰胺等。二、毛细管凝胶电泳 capillary gel electrophoresis ，CGE二、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。 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，CZE模式很难分离，采用CGE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。三、 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，其浓度达到临界浓度，形成一疏水内核、外部带负电的胶束。三、 胶束电动毛细管色谱（MECC ，MEKC） micellar electrokinetic capillary chromatography，MEKC 在电场力的作用下，胶束在柱中移动。null 2. 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； 5.色谱与电泳分离模式的结合。 3.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； 4.可用来分离中性物质，扩展了高效毛细管电泳的应用范围；四、毛细管等电聚焦 capillary isoelectric focusing，CIEF 1. 根据等电点差别分离生物大分子的高分辨率电泳技术； 2. 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步升高的pH梯度； 3. 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；四、毛细管等电聚焦 capillary isoelectric focusing，CIEFnull 4. 聚焦：具有不同等电点的生物试样在电场力的作用下迁移，分别到达满足其等电点pH的位置时，呈电中性，停止移动，形成窄溶质带而相互分离； 5. 阳极端装稀磷酸溶液，阴极端装稀NaOH溶液； 6. 加压将毛细管内分离后的溶液推出经过检测器检测； 7. 电渗流在CIEF中不利，应消除或减小。五、毛细管等速电泳 capillary isotachophoresis ，CITP 1. 将两种淌度差别很大的缓冲液分别作为前导离子(充满毛细管)和尾随离子，试样离子的淌度全部位于两者之间，并以同一速度移动。 2. 负离子分析时，前导电解质的淌度大于试样中所有负离子的。所有试样都按前导离子的速度等速向阳极前进，逐渐形成各自独立的区带而分离。阴极进样，阳极检测。五、毛细管等速电泳 capillary isotachophoresis ，CITP第五节 毛细管色谱的应用（自学）第五节 毛细管色谱的应用（自学）一、无机离子分析 二、蛋白质分析 三、核酸片断分析 四、单糖分析