毛细管电泳03

TheoreticalBasisofCapillaryElectrophoresis 毛细管电泳的理论基础 Content Electrophoresismobility电泳淌度Electroosmosismobility电渗淌度Separationefficiency分离效率Jouleheating焦耳热 Electrophoresismobilityofions离子的电泳淌度 荷电粒子传输电荷的能力离子的导电能力 极限电导离子极限电导和离子淌度的关系 荷电粒子在电场中受力 荷电粒子在溶液中匀速运动受到溶液阻力 动力和阻力相等 因此有如下关系 不同荷电粒子在溶液介质中的运动阻力不同 例如对于球形荷电粒子电阻力系数为 电泳淌度的定义 球形荷电粒子的电泳淌度可表示为 cm2 s VLi 4 01 10 4Na 5 19 10 4K 7 61 10 4 离子的淌度和电导的关系 电阻率与电导率 Electroosmosis 电渗 ElectrokineticPhenomena电动现象Freeandimmobilizedcharge自由和固定电荷Doubleelectriclayer双电层Electro osmosismobility电渗淌度Directionofelectro osmosisflow EOF 电渗流 Profileoftheflowspeed流型Influencingfactors影响因素 Doublelayerandzetapotential 毛细管中电和动的转换 玻璃 石英 聚合物 Teflon 压力与流动速度的关系 压力差与电位差的关系Smoluchowski方程 Electroosmosismobility电渗淌度 双电层厚度 表面电荷密度 zeta电势 粘度 介电常数 Thicknessofdoublelayer Flowvelocitydistribution 流路孔径d和 比值与电渗流水平 注 对应d 比值趋于无穷时的值 电渗速度与管壁距离的关系 Ref P H Pauletal Sandial Cal USA Anal Chem p2459 1998 毛细管压力流型 毛细管电渗流型 电泳淌度的测定方法电中性标志物法电流法流动电势法 电中性标志物在给定检测器上需要有响应 214或200nmUV检测时经常使用DMF二甲基甲酰胺 DMSO二甲亚砜例 石英毛细管长度100cm 进口到检测器之间的距离为90cm 给定支持电解质条件下施加电压 20kV时UV256nm测得DMSO的迁移时间为300sec 试计算电渗淌度 电流法用电导率有差别的两个缓冲溶液互相替代的方法 通过电流的过渡曲线测定 3 流动电势法 P压力差 V电势差 k电导率 Smolucowski方程 如何判断毛细管中电渗流的方向 ControlofEOF 为解离度 两个弱酸根离子的淌度相同 通过调节pH条件使其有效淌度产生区别从而达到进行电泳分离的目的 利用淌度随pH的变化进行分离条件的优化 表面活性剂对电渗流的影响 Absolutemobility绝对淌度无限稀释时单位电场强度下的平均迁移速度 Effectivemobility有效淌度和解离程度有关 弱酸在低pH时不荷电 成为分离优化的重要条件之一 Apparentmobility表观淌度考虑到EOF的存在 观测到的运动是相对的 问题 石英毛细管中施加正高压时 阴离子可否出峰 条件是什么 开口柱 无填料 色谱非保留组分的理论塔板公式 由扩散项和流动 压力 传质阻力项组成 因为毛细管电泳中的电渗流为平流 因此流动相传质阻力为0 即第二项为零 因此如上公式变为 毛细管电泳的分离效率 塔板理论 淌度的定义式 Einstein公式 塔板高度的统计描述 理论推导 实际测算 例马心肌红蛋白 13 9kD 扩散系数10 6cm2 s电泳淌度6 5 10 5cm2 sV电压30kV 例 使电泳淌度只有1 差别的两个组分达到分离度1 5 完全分离 需要的分离塔板数360000 分离区带变宽的因素根据偶然误差传递规则 为各种因素导致的方差之和 用于估算进样和检测器导致的峰变宽 Jouleheating 焦耳热 TemperaturedistributionConsequencesofJouleheating 石英毛细管柱 毛细管内径和温差的关系 测验 有一毛细管柱 总长50cm 紫外光度检测器在距样品进口端的40cm处 在 15000V高电压下用电流法测得替换时间为100sec 问