毛细管区带电泳分析.ppt

1、毛细管区带电泳分析微米级和亚微米级粒子,粒子在电泳中迁移的机制 CZE在各种类型的粒子中应用 粒子在CZE中的特殊电泳行为,胶体粒子的电学性质,胶体粒子表面带有电荷 电 泳 Gouy-Chapman-Stern 模型,Smoluchowski 认为在电场中粒 子的运动是带电粒子表面的静电力F1 及阻力F2的综合结果。,在一定条件下，即F1F20和 当1时粒子表面可作为平面处理， u 当1时 u,Henry等的研究证明，对电泳速度 有影响的作用力除了Smoluchowski提出 静电力F1及阻力F2外，还有电泳滞后效 应（retardation effect）和电泳弛豫效应 （relaxatio

2、n effect）的贡献。,电泳滞后效应,在外加电场的作用下，中心离子同 其溶剂化分子一起向某一方向移动，而带 有相反电荷的离子氛则同溶剂化分子一起 向相反方向移动，从而增加了粘滞力，阻 滞了离子在溶液中的运动，这种影响称为 电泳滞后效应,电泳弛豫效应,不对称的离子氛对中心离子在电场中的运动产生了一种阻力，称为弛豫力,在100（薄双电层），0.1 （厚双电层）及粒子的25 mV时弛豫效应 的影响可以忽略。 在忽略弛豫效应的前提下， Henry对滞后 效应予以校正后，得出粒子电泳速度的公式：,u,Henry公式中假设粒子使一种规则的 球形，忽略了对粒子的真实形状的考虑。 实际上，当粒子表面不规则

3、尺寸远小于粒 子粒径时，Stock力是主要阻力。而粒子很 不规则时(不规则尺寸大于或等于双电层厚度)，粒子的电泳滞后效应变得显著 了。,聚苯乙烯胶乳微球 无机胶粒和有机胶粒 脂蛋白颗粒 病毒 脂质体和膜微囊 生物细胞,聚苯乙烯胶乳微球（ PSL ）,PSL微球的大小和几何形状能被很好的确定，所以它已广泛地作为模型来研究胶体。 表面电学性质：在PSL微球的制备过程中，由于乳化剂的存在，使得聚合物乳液的乳胶粒表面吸附一层乳化剂分子，从而使胶乳微球表面带有某种电荷。,CZE分离不同组成成分的PSL微球混合物 CZE测定PSL微球的电泳淌度 CZE用于研究两种不同组成成分的胶乳粒子之间的相互作用。,C

4、ZE在PSL微球中的应用,微球的表观电泳淌度与 粒子的表面电荷（或荷质 比）之间无线性关系。,VanOman提出PSL微球的分离是因为 各粒子与毛细管内壁相互作用造成不同程 度的粒子滞后而产生的 Ballou认为PSL微球的分离与粒子自身 的性质有关,检测器UV,Vanifatova等发现粒径在50nm 200nm内，UV的最大吸收波长在短波长 范围内，粒径在400nm600nm内，UV 的最大吸收波长在长波长范围内。, 在相同粒径范围内，检测限与UV的检测波长有关。 在分离不同粒径的粒子时，应选用长、短两种波长来检测。,脂质体的应用,由于它的磷脂双分子膜与细胞膜结构类似，可作为细胞模型 可作

5、为靶向药物的载体,脂质体毛细管电泳,自由脂质体毛细管电泳 脂质体修饰的毛细管电泳,在脂质体电动色谱中，其迁移指征（migration index）能够很好的与药物的logp相关，并且各指征有很好的重现性。其数据可应用于定量构效关系（QSAR），定量保留-效应关系（QRAR），吉布斯自由能，溶剂化能力的线形关系模型（LSER）等数学模型的研究。,脂质体有包封脂溶性药物或水溶性药物的特性，药物被脂质体包封后有主要特点： 靶向性和淋巴定向性 缓释性 细胞亲和性与组织相容性 降低药物毒性 保护药物提高稳定性,脂质体的评价指标,脂质体的形态、粒径及其分布 包封率的测定 渗透率的测定 药物体内分布的测定,

6、CZE在脂质体中的应用,CZE测定粒径分布均匀程度 CZE可用于分离了不均一组成成分的脂质体 CZE可作为一种评价脂质双层刚性程度的分析方法 CZE可测定单个脂质体的电泳淌度,Tsukagoshi和Roberts首次报道了 利用CZE分析脂质体,PC,PC/CH,PC/PE,熔硅毛细管ID 50m ，电泳缓冲液 10mM 磷酸盐缓冲液（pH 9.0）,实验表明，SUV的电泳峰较窄，MLV 的电泳峰却相对较宽。且MLV的绝对电泳 淌度平均值明显高于SUV的平均值。造成 这种现象的原因可能是因为粒子的迁移依 赖其粒子自身的大小。 同时脂质体与毛细管内壁相互作用 并不强,Roberts等提出相反观点

7、认为 脂质体与毛细管内壁之间有很强 的作用,ONLY ONE,当电泳温度达到脂质体组成成分的相变温度（凝胶态转变为溶胶态或刚性转变为柔性）时，脂质体的电泳淌度会发生“跃迁” 在“柔性”脂质体中渗入CH或带有丙烯酰基链的物质，脂质体的电泳淌度也会增加,毛细管ID 50m，电泳缓冲液10mM HEPES-250mM 蔗糖，pH 7.5。中性聚合物 涂层毛细管壁以抑制EOF。单个脂质体用 荧光物质标记，在线检测，采用激光诱导 荧光检测器（LIF）。根据单个脂质体的荧 光强度可同时计算出该脂质体的电泳淌度 和表观大小（包封体积）。,微粒体膜微囊,细胞在水溶液中通过机械力让其破裂产生胞内膜，该膜包裹于微

8、粒体表面而形成微囊即称为线粒体膜微囊 Radkon等利用CZE（Tris-硼酸电泳缓冲液，pH 8.3，检测波长 280nm）研究微粒体膜微囊,检测器,CZE分析脂质体的在线检测方法有多种： 如UV，可见光吸收（合适的染剂嵌入在 膜内）、LIF（荧光染剂嵌入在膜内或包 裹于脂质体内）、柱后化学发光法等。,脂质体包裹曙红形成的囊泡在EOF 的作用下迁移至毛细管出口处，与毛细 管出口处的某些试剂反应，使囊泡破裂， 释放出曙红而产生化学发光。,非球形粒子的CZE：取向的影响 CZE中粒子的电泳迁移依赖其粒径大小 CZE中粒子的电泳峰的峰宽来源 电泳图谱中尖峰的产生原因,取向,在外力的作用下，分子链、

9、链段和结晶 聚合物中的晶粒等取向单位沿着外力作用 方向择优排列，称为取向。,烟草花叶病毒,粒子在CZE的迁移与其粒径 有关，是按其粒径的大小分布的,脂质体这种“依赖粒径的迁 移”主要是因为电泳弛豫效应 产生的。,CZE分析中峰宽是由于粒子群固有的电泳多样性造成的。 产生电泳多样性的因素有：粒子表面电荷密度不同、电荷分布不同或表面的不规则性等多方面。,CZE（25mM Tris-HCl缓冲液，pH 8.0）在分析脂质体（粒径范围 100300nm）时，发现其多散性与电泳峰的峰宽呈良好的线性关系。但是当缓冲液的浓度到达50mM时就无此现象了。 CZE在分析细菌和酵母时，也由于微生物种群的表面性质差异而引