毛细管电泳和超临界流体色谱法.ppt

第六章毛细管电泳和超临界流体色谱法 毛细管电泳毛细管电泳的概述 毛细管电泳的理论 毛细管电泳的仪器系统 毛细管电泳的应用 第六章毛细管电泳和超临界流体色谱法 超临界流体色谱法 超临界流体色谱法的概述 超临界流体色谱法的速率理论 超临界流体色谱法的仪器 超临界流体色谱法的应用 第一节毛细管电泳 一 概述1 毛细管电泳 Capillaryelectrophoresis CE 的历史 1981年Jorgenson Lukacs用75 m的毛细管柱分离了丹酰化氨基酸 40万理论塔板数 m 2 电泳是指电介质中带电粒子在电场作用下以不同速度向电荷相反方向迁移的现象 利用这种现象对物质进行分离分析的方法称之电泳法 第一节毛细管电泳 HPEC高效毛细管电泳 第一节毛细管电泳 四色荧光标记 毛细管电泳DNA测序 第一节毛细管电泳 3 特点 1 柱效高 可达105 106理论塔板数 m 高效2 分离速度快 快速3 几乎不消耗溶剂 样品用量少 仅为几十纳升 仪器成本也低 低耗4 选择性大 可根据不同的分子性质对生物大分子 药物等极广泛的分离对象进行有效的分离 灵敏 第一节毛细管电泳 4 分类 第一节毛细管电泳 二 毛细管电泳的理论基础1 电泳和电泳淌度E为电场强度 mep为溶质的淌度 溶质在给予缓冲液中单位时间和单位电场强度下移动的距离 e和h分别为介质的介电常数和黏度 zi是粒子的Zeta电势 Zeta电势和粒子的表面电荷成正比 和粒子分子量成反比 第一节毛细管电泳 2 电渗和电渗率mos为电渗率 uos为电渗速度 zos为管壁的Zeta电势3 表观淌度和权均淌度uap为表观迁移速度 分离后出峰次序为 正离子 中性分子 负离子 第一节毛细管电泳 kp为容量因子 np和ns分别为样品在P相 在毛细管中引入另一相 如胶束 高分子团等准固定相或色谱固定相等 称为P相 和溶剂中的分子数 mp为P相的表观淌度 第一节毛细管电泳 4 分离效率与谱带展宽柱效和塔板高度 Ld为进样口到检测器的距离 毛细管电泳只有纵向扩散项 时电驱动的扁平流型系统自热 扩散与吸附 E为电场强度 kV m c为介质浓度 mol l d为管径 mm 第一节毛细管电泳 5 分离度 将淌度相近的组分分开的能力 与外加电压V 有效柱长与总长度之比 Ld L 电泳有效淌度差 mef 电渗淌度 mos 有关 第一节毛细管电泳 三 毛细管电泳仪器设备1 高压电源2 毛细管柱3 进样 电动 压力 扩散 4 检测器四 应用蛋白质 第二节超临界流体色谱法 一 概述1958年 JamesLovelock首次提出设想 1962年 Klesper第一篇关于用超临界流体二氯二氟甲烷和二氯二氟甲烷作的流动相 分离镍卟啉异构体 1966年正戊烷为流动相 分析多环芳烃 染料和环氧树脂 1968年 Gidding等以CO2和氨为流动相 分析核苷 糖 氨基酸 甾醇 类固醇 类胡萝卜素等 1981年Novotay Lee毛细管柱超临界流体色谱 Supercriticalfluidchromatography SFC 才完善技术 1 超临界流体 Supercriticalfluid SF 传质阻力小 可得到快速高效的分离 在较低温度下 可分析热不稳定性和分子量大的物质 同时还能增加柱子的选择性 流体的密度可改变流体的性质 特点 1 与GC比 溶解度增大 分离难挥发样品效果好 2 与HPLC相比 扩散系数大 分离度增加 3 黏度低于液体 柱压降低 每米理论板数提高 4 密度 溶解度 扩散系数和黏度都是密度的函数 可改变密度来实现 如程序升压等 第二节超临界流体色谱法 第二节超临界流体色谱法 2 SFC与GC LC的比较 第二节超临界流体色谱法 2 超临界流体色谱法的速率理论1 相对变数 reducedvariable 某一参数与其临界变数之比值 Pc Vc Tc rc分别为临界压力 临界体积 临界温度和临界密度2 SF的溶剂力 以溶度参数 d cal cm3 表示a为分子间引力 V为摩尔体积 第二节超临界流体色谱法 3 Golay速率理论方程B u纵向扩散 Cmu流动相传质 CSu固定相传质 4 影响板高的因素流动相线速u 柱径 固定相液膜厚度和流动相密度 第二节超临界流体色谱法 第二节超临界流体色谱法 3 操作条件的选择1 固定相 抗溶剂冲刷 化学稳定性好 选择性高 热稳定性好 选用化学键合固定相 最多是甲基聚硅氧烷 如 OV 1 OV 101 DB 1 苯基聚硅氧烷 如DB 5 SB phenyL 5 二苯基聚硅氧烷 如 SB biphenyL 25 等Pirkle型手性固定相 母体为3 5 二硝基苯甲酰 接上苯基甘氨酸或亮氨酸基团 分离氨基酸 亚砜 内酰胺等对映体 环糊精 cyclodextrin CD 6 12个葡萄糖单元手性环状低聚糖 分离不同管能团手性物 聚糖类手性固定相 内酰胺 芳基酰胺对映体拆分 氨基酸和酰胺类手性固定相 手性药物拆分 2 流动相 选择原则 考虑溶剂强度 选择性 化学活性 又要考虑其在操作条件下的稳定性 SFC流动相分二类 第一类TC 190 CO2 乙烷 丙烯等 分离热稳定性差的物质 第二节超临界流体色谱法 第二类TC 190 正戊烷 正己烷 异丙醇等 分离挥发性低 分子量大的物质 P250 目前在SFC用的 二氧化碳 正戊烷 正己烷 异丙醇 二氧化碳最常用 分离热敏性物质 但不利极性物质分离 极性化合物可用N2O或NH3作流动相 但也可在二氧化碳中加入改性剂 极性并与二氧化碳相溶 如甲醇 常用 乙腈等 第二节超临界流体色谱法 第二节超临界流体色谱法 3 温度 柱温 100 125 高压GC区 75 60 70 SFC区 20 检测器温度 250 450 室温或柱温 4 压力和密度 K0位 0时的k k0是温度的函数 S是比例常数 r是流动相密度5