仪器分析 课件 9.1 概述；9.2 高效毛细管电泳仪

2025/11/16第九章

高效毛细管电泳分析9.1.1概述9.1.2经典电泳分析法9.1.3高效毛细管电泳分析过程与特点第一节

概述GeneralizationHighperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE2025/11/169.1.1概述电泳：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。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。（动画）2025/11/16概述

1937年，Tiselius(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白。（动画）

发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定；

第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪；1948年，获诺贝尔化学奖。2025/11/169.1.2经典电泳分析

利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方法和技术叫电泳法或电泳技术。

按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳；按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、自由电泳；2025/11/16高效毛细管电泳的出现传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无法与其他分析方法相比。1981年，Jorgenson和Luckas，用75

m内径石英毛细管进行电泳分析，柱效高达40万/m，促进电泳技术发生了根本变革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分析技术——高效毛细管电泳。2025/11/169.1.3高效毛细管电泳分析过程与特点高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进：

一、采用了0.05mm内径的毛细管；二、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。2025/11/16双电层与电渗流在pH溶液中，毛细管内壁与溶液间出现双电层。管内壁带负电荷，柱内溶液表面带正电荷。电场作用下，毛细管柱中出现：电泳现象和电渗流(Electroosmoticflow，EOF)现象。电渗流现象：柱内溶液整体向负极移动。2025/11/16分离过程

带电粒子的迁移速度=电泳+电渗流；两种速度的矢量和。

正离子：两种效应的方向一致，在负极流出；（动画）

中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，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，在阳极流出。ν电渗流>ν电泳时，阴离子随电渗流在负极流出，在这种情况下，不但可以按类分离，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。2025/11/16高效毛细管电泳的特点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。

2025/11/16内容选择结束9.1概述

9.2

高效毛细管电泳仪

9.3高效毛细管电泳的理论基础

9.4

高效毛细管电泳的分离模式

9.5应用与进展2025/11/16第九章

高效毛细管电泳分析法9.2.1高效毛细管电泳仪9.2.2流程与主要部件9.2.3进样方式第二节

高效毛细管电泳仪Highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCEHighperformancecapillaryelectrophoresisapparatus2025/11/169.2.1高效毛细管电泳仪2025/11/16仪器22025/11/16仪器32025/11/169.2.2仪器流程与主要部件

主要由高压电源、缓冲液及进样系统、毛细管柱、检测器及数据处理等五部分组成。

电压：0～50kV；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-1）2025/11/161.高压电源（1）0～50

kV

稳定、连续可调的直流电源；（2）具有恒压、恒流、恒功率输出；（3）电场强度程序控制系统；（4）电压稳定性：0.1%；（5）电源极性易转换；2.毛细管柱

（1）材料：石英：各项性能好；玻璃：光学、机械性能差。（2）规格：内径20～75μm，外径350～400μm；长度

1m。2025/11/163.缓冲液池

化学惰性，机械稳定性好。4.检测器

要求：具有极高灵敏度，可柱端检测；检测器、数据采集与计算机数据处理一体化。2025/11/169.2.3毛细管电泳的进样方式

进样量：毛细管长度的1%～2%；纳升级、非常小。1.流体力学进样方式（1）进样端加压（2）出口端抽真空（3）虹吸进样2025/11/162.电动进样方式特别适合黏度大的试样。存在的问题：

进样不均：电歧视现象，淌度大的离子比淌度大的进样量大。离子丢失：淌度大且与电渗流方向相反的离子可能进不去。3.扩散进样