高效毛细管电泳HPCE笔记.docx

读万卷书，行万里路 PAGE 9 一丈见方 高效毛细管电泳HPCE 优势：高效、高速、低耗。 一、原理 【1】电泳和电泳淌度 1、电泳 带电离子在电场中的定向移动，不同离子具有不同的迁移速度。 影响因素： 当带电离子以速度ν 在电场中移动时，受到大小相等、方向相反的电场推动力和平动摩擦阻力的作用。 故： 式中： q—离子所带的有效电荷； E —电场强度； ν—离子在电场中的迁移速度； f —平动摩擦系数 ( 对于球形离子： f =6πηγ；γ —组分离子半径；η —介质的粘度；对于棒形离子：f =4πηγ) ?物质离子在电场中差速迁移是电泳分离的基础。 电泳淌度：单位场强下离子的平均迁移速度。 2、淌度 单位电场强度下电渗流的平均迁移速度。 1.绝对淌度(absolute mobility)μab 无限稀释溶液中带电离子在单位电场强度下的平均迁移速度，简称淌度。 2.有效淌度(effective mobility)μef 实际溶液中的淌度(实验中测定的)。 μef=∑aiμiγi ai —溶质i 的解离度；μi —溶质i 在解离状态下的绝对淌度 γi：活度系数 ?有效淌度即在除去干扰因素后的电泳淌度。 3.表观淌度 μap 离子在实际分离过程中的迁移速度（表观迁移速度）： νap=μap ? E 4。表观迁移速度 电泳和电渗速度的矢量和 故电荷实际迁移速度的影响因素有：电场强度、介质黏度、电荷数、离子离解度及其大小形状。 【2】电渗和电渗淌度 1、电渗流现象 当固体与液体接触时，固体表面由于某种原因带一种电荷，则因静电引力使其周围液体带有相反电荷，在液-固界面形成双电层，二者之间存在电位差。 当液体两端施加电压时，就会发生液体相对于固体表面的移动，这种液体相对于固体表面的移动的现象叫电渗现象。 电渗现象中整体移动着的液体叫电渗流（electroosmotic flow ，简称EOF）。 2、 HPCE中电渗流的大小 电渗流的大小用电渗流速度ν电渗流表示，取决于电渗淌度μ和电场强度E。即 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。 ξ=4πδe/ε δ—扩散层厚度 e—单位面积总的过剩电荷 ν电渗流 =εξE/η 3、 HPCE中电渗流的方向 1. ①电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质： ②内表面带负电荷，溶液带正电荷，电渗流流向阴极； ③内表面带正负电荷，溶液带负电荷，电渗流流向阳极； ④石英毛细管；带负电荷，电渗流流向阴极； 2. 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。 4、 HPCE中电渗流的流形 ①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）； ②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）。 ?电渗流型直接影响毛细管电泳的分离效率。 5、HPCE中电渗流的作用 ①电渗流的速度约等于一般离子电泳速度的5～7倍； 各种电性离子在毛细管柱中的迁移速度为： ν+ =ν电渗流 + ν+ef 阳离子运动方向与电渗流一致；在电泳中先流出。 ν- =ν电渗流 - ν-ef 阴离子运动方向与电渗流相反；在电泳中最后流出 ν0 =ν电渗流 中性粒子运动方向与电渗流一致；在电泳中后流出。 混合物中所有组分朝一个方向流动，如果电泳速度大于电渗速度，则无法流出。因为物质的表观迁移度为电渗和电泳速度的矢量和，只有电渗速度大于电泳速度，才会朝一个方向流出。一般电渗速度比电泳速度快5~7倍。 （1）可一次完成阳离子、阴离子、中性粒子的分离； （2）改变电渗流的大小和方向可改变分离效率和选择性，如同改变LC中的流速； （3）电渗流的微小变化影响结果的重现性； ?在HPCE中，控制电渗流非常重要。 【3】分离效率 电场强度的影响：电渗流速度和电场强度成正比 毛细管材料的影响 电解质溶液性质的影响 （1）溶液pH的影响：溶液pH增高时，表面电离多，电荷密度增加，管壁zeta电势增大，电渗流增大，pH=7，达到最大； pH<