分析化学：5.7 高效毛细管电泳

2024/4/28第五章

色谱分析法5.7.1

高效毛细管电泳基本原理5.7.2

仪器装置5.7.3

影响柱效的因素及改进方法5.7.4

主要特点和应用第七节

高效毛细管电泳2024/4/28高效毛细管电泳仪器（1）2024/4/28高效毛细管电泳仪器（2）2024/4/28高效毛细管电泳仪器（3）2024/4/285.7.1

高效毛细管电泳基本原理

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。1.经典电泳分离法的不足所用分离柱的柱径大，柱较短，分离效率不高（远低于HPLC），温度影响大。高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进。2024/4/282.高效毛细管电泳技术上的重要突破高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进：

一是采用了0.05mm内径的毛细管；二是采用了高达数千伏的电压。毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小了温度效应，使电场电压可以很高。电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，柱长增加，高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。2024/4/283.电泳现象与电渗流现象

电泳现象：带电离子在电场作用下的迁移，速度ν电泳

电渗流现象：玻璃表面存在硅羟基,pH>3时,形成双电层，在高电场的作用下引起柱中的溶液整体向负极移动，速度ν电渗流。2024/4/284.分离过程

电场作用下，柱中出现：电泳现象和电渗流现象。

带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流两种速度的矢量和。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,除中性粒子外,同种类离子由于受到的电场力大小不一样也同时被相互分离。2024/4/285.分离类型八种分离类型(1)

毛细管区带电泳（CZE）

最普遍、最基本的一种分离模式。(2)毛细管凝胶电泳（CGE）

将聚丙烯酰胺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。可分离测定蛋白质、DNA等。2024/4/28(3)毛细管胶束电动色谱（MECC）在缓冲溶液中加入离子型表面活性剂，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。由于电泳流和电渗流的方向相反，且ν电渗流>ν电泳，则带负电的胶束以较慢的速度向负极方向移动，中性试样分子在胶束相和溶液（水相）两相间分配，疏水性强的组分与胶束结合的较牢，流出时间长。可用来分离中性物质，扩展了高效毛细管电泳的应用范围。2024/4/285.7.2

仪器装置电压：0～30KV。分离柱不涂敷任何固定液，紫外或激光诱导荧光检测器（可检测到：10-19～10-21

mol/L）2024/4/285.7.3

影响柱效的因素及改进方法热效应：焦耳热仍是影响柱效的主要因素。采用外部冷却的方法散热，择合适的电压和电解质也是提高柱效的有效途径。选择合适的电解质降低电阻，电流低于200微安，一般几十微安。电渗流控制：电渗流的大小和方向依赖于毛细管壁与溶液间电势的极性和大小。使用添加剂可以改变电渗流的大小和方向，如添加NaCl和甲醇可降低电渗流；加入乙腈则可以增大电渗流。加入反转剂。则可以改变电渗流的方向。2024/4/285.7.4

主要特点和应用高分辨率：理论塔板数高达数百万块，甚至数千万块。高灵敏度：可检测出低至10-21

mol/L浓度的物质。高分析速度：可在3分钟内分离30种阴离子；1.7分钟分离19种阳离子；4分钟可分离10种蛋白质。试样用量少：仅需几nL（10-9L）的试样。仪器简单操作成本低：分析一个试样仅需几毫升流动液。不足之处：进样不够方便。应用范围相对较窄。分析阴离子时，由阴极进样，在阳极检测。但电渗流方向与阴离子受电场力作用移动方向相反，出峰时间较长。请选择内容：结束5.1色谱分析法基础

5.2色谱理论基础