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写在前面的话本试题的复习思考题与分离科学与技术上课用的课件相同步，为我认真的看了老师的课件和阅读了相关文献和结合自己的观点后，认真的总结完成了思考题的答案编写，试题仅供复习期末考试和考研复习用，答案要点均详细，需认真总结回答要点，在考试中，写出要点和适当作扩展即为正确答案，如你在阅读过程中，有任何疑问或者更好的答案，请发送邮件，我们再相互讨论，祝我们取得好成绩！第四章高效毛细管电泳复习思考题1、电泳分离的主要依据是什么？【问题分析】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为电泳。
【参考答案】电泳分离的主要依据是指带电离子在电场中定向移动时，不同离子具有不同的迁移速度。
当带电离子以速度ν在电场中移动时，受到大小相等、方向相反的电场推动力和平动摩擦阻力的作用而实现分离。
2、电泳分离中的电泳趟度指什么？影响电泳趟度的因素主要有哪些？【问题分析】电泳趟度又称为有效趟度，其计算式为：πηλνμ6qE e ==；而电渗淌度：ηεξνμ==E EOFEOF 表2电泳趟度与电渗淌度类型定义主要影响因素电泳趟度单位电场强度下的电泳速度E:电场强度；V －毛细管柱两端施加的电压；L －毛细管柱的长度。
电渗淌度单位电场强度下的电渗流速度与电场强度成正比，毛细管材料，溶液pH ，温度，离子强度，添加剂。
【参考答案】电泳趟度：单位电场强度下的电泳速度，影响电泳趟度的因素主要有：1）E:电场强度;；V －毛细管柱两端施加的电压；L －毛细管柱的长度。
问题反馈：**************************3、某同学在进行毛细管电泳分析时，发现组分的迁移时间不能重现性。
请帮他分析问题出现的可能原因有哪些？【问题分析】CE分析迁移时间的重现性受毛细管的使用时间、内表面的化学性质、使用前的预处理、所加电压、毛细管的柱温和运行缓冲溶液的组成等因素影响。
CE分析中，被分析物的确定依据是所测得的迁移时间和电泳淌度值。
测定阳离子交换的方法阳离子交换是指在溶液中，阳离子与固体吸附剂表面上的离子交换过程。
也就是说，溶液中的阳离子会与吸附剂表面上的离子发生交换，从而实现固体和溶液之间的物质传递。
阳离子交换的方法有很多种，下面将介绍几种常见的阳离子交换方法。
1. 比较法比较法是一种简单有效的阳离子交换方法。
在这种方法中，可以通过比较吸附剂表面上离子与溶液中的离子的浓度，来判断是否发生了阳离子交换。
常用的比较法包括电导法和离子选择电极法。
电导法是通过测量溶液的电导率来判断溶液中离子的浓度变化，从而判断是否发生了阳离子交换。
离子选择电极法则是利用特定的离子选择电极来测量溶液中特定离子的浓度变化。
2. pH法pH法是一种常用的阳离子交换方法。
在这种方法中，可以通过测量溶液的pH 值来判断是否发生了阳离子交换。
阳离子交换会改变溶液中氢离子的浓度，从而引起pH值的变化。
常用的pH法有滴定法和电位差滴定法。
滴定法通过滴加酸或碱的过程来确定溶液的酸碱度，从而判断是否发生了阳离子交换。
电位差滴定法则是利用特定的电极来测量滴加酸碱溶液时溶液的电位变化。
3. 超滤法超滤法是一种通过滤膜来分离溶液中的离子的方法。
在这种方法中，可以通过比较溶液经过滤膜前后的离子浓度来判断是否发生了阳离子交换。
超滤法通常使用具有特定孔径大小的滤膜，只允许某些离子通过。
当溶液中的离子与滤膜表面上的离子发生交换后，通过滤膜的离子浓度会发生变化。
4. 荧光法荧光法是一种通过测量荧光强度来判断阳离子交换的方法。
在这种方法中，可以将溶液中的离子与荧光试剂反应，从而改变荧光强度。
当发生阳离子交换时，荧光强度会发生变化。
荧光法通常需要使用荧光分析仪器来进行测量。
总结：以上所述的几种方法均是用于测定阳离子交换的常见方法。
在具体应用中，可以根据实验的目的和条件选择合适的方法。
同时需要注意的是，不同的方法对实验条件和样品的要求也有一定差异，需要根据实际情况进行选择和操作。
高效毛细管电泳法(简称CE)是一种应用电泳原理的分离技术,适用于分离和测定小分子有机化合物和生物大分子,如氨基酸,肽,核酸和蛋白质等,因其操作简便,分离速度快,分辨率高,样品耗费小等优点而广泛应用于分析技术领域.
其原理主要是利用电荷作用力和电流作用力共同作用于被分离物质,在快速流动的毛细管内进行分离,不同的物质根据其理化性质差异,在电场力的作用下,快速分离并达到最终的分析结果.
具体分离过程可分为三步:1.预处理:通过对样品进行一些必要的化学或物理处理,如蛋白的
脱盐,核酸的降解等,使之达到最佳测定条件.2.分离和检测:样品被注入高压,在毛细管内被电场引导向阳极(或阴极)并被快速分离,经过检测器检测,得出分析结果.3.定量分析:基于标准品,定量分析被分离物质的浓度.
在实际应用中,高效毛细管电泳法可通过改变分离毛细管的材料、加入胶体、调整电场强度等方式,进一步提高分离效率和分辨率,并能够与其他分析技术结合使用,如质谱法、光谱法等.
综上,高效毛细管电泳法是一种快速、高效、准确的分离技术,具有广泛的实际应用价值,在
企业管理和生物学等领域都有着广泛的应用前景.。
毛细管电泳的分离原理
毛细管电泳（CE）是一种基于电动力和色谱分离原理的分析技术。
它利用毛细管中载带电荷的离子在电场作用下的迁移速率的差异来实现分离。
在毛细管电泳中，首先将样品注入到一条非常细的毛细管内，然后通过使毛细管两端施加电场来产生电动力。
当电场施加到毛细管上时，带电的分析物会受到电场力的作用而在毛细管内迁移。
不同的物质由于自身的特性，比如大小、电荷等，会以不同的速率迁移。
具体来说，有两种常用的毛细管电泳模式：
1. 毛细管凝胶电泳（CGE）：在该模式下，毛细管内填充了哑离子聚合物凝胶，通过凝胶的孔道来实现分离。
样品中的离子在电场作用下，根据尺寸的不同，在凝胶中迁移速度也不同，从而实现分离。
2. 毛细管毛细管区带电泳（CZE）：在该模式下，毛细管内不填充任何分离介质。
样品中的离子自行在毛细管中迁移，根据大小和电荷的不同，迁移速度也不同，从而实现分离。
总的来说，毛细管电泳的分离原理是利用样品中离子在电场作用下的迁移速率差异，根据大小和电荷特性，在毛细管中实现分离。
毛细管电泳法概述毛细管电泳法是一种分离和测定化合物的方法，主要通过在毛细管中施加电场，利用化合物在电场作用下的电荷性质和分子大小来实现分离。
毛细管电泳法具有快速、高效、高分辨率、高灵敏度和易于自动化等特点，广泛应用于生命科学、化学分析和药物研发等领域。
原理毛细管电泳法的原理基于化合物在溶液中的电荷性质和分子大小。
在毛细管中施加电场后，带正电荷的化合物（称为阳离子）会向负极移动，带负电荷的化合物（称为阴离子）会向正极移动。
此外，较小的分子会比较大的分子更快地移动。
毛细管电泳法通常涉及两种类型：区域电泳和溶剂前移电泳。
区域电泳区域电泳是毛细管电泳法中常用的方法。
在区域电泳中，毛细管中的电场强度不均匀，其中一个区域的电场强度较弱，另一个区域的电场强度较强。
样品被注入到电场强度较弱的区域，然后通过施加电场使样品向较强的电场区域移动。
不同化合物的迁移速度取决于它们的电荷和分子大小，因此可以实现化合物的分离。
溶剂前移电泳溶剂前移电泳是另一种常用的毛细管电泳法。
在溶剂前移电泳中，毛细管中的电场强度是均匀的。
样品被注入到毛细管中，然后施加电场使样品移动。
不同化合物的迁移速度取决于它们在溶剂中的溶解度和电荷性质，因此可以实现化合物的分离。
仪器和操作步骤进行毛细管电泳法需要一些特定的仪器和材料，如毛细管电泳仪、毛细管、高电压电源、样品注射器、电解质缓冲液等。
下面是一般的操作步骤：1.准备工作：检查仪器是否正常工作，准备所需的电解质缓冲液和样品。
2.毛细管准备：将毛细管切割为适当长度，并连接到毛细管电泳仪。
3.缓冲液填充：将电解质缓冲液注入毛细管的两端，确保整个毛细管都充满缓冲液。
4.样品注射：使用样品注射器将待分离的样品缓慢而均匀地注入到毛细管中。
注射点距离电极一定距离。
5.施加电场：从高电压电源上施加适当的电场，在实验过程中保持稳定电场。
6.记录结果：观察样品的迁移情况，根据需要调整电场强度和时间，记录分离结果。
毛细管电泳分析法在药物分析中的应用摘要：毛细管电泳可以分离无机离子、有机离子、小分子和大分子等物质，在生命科学、化学、药学等领域得到了广泛的应用。
随着HPCE技术进入成熟阶段和日益普及，利用其优势特点来解决中药有效成分或特征成分是一种发展的趋势；HPCE可以应用于西药各种剂型中主要成分的测定，可较少许多程序；HPCE课取代微生物效价法来测定抗生素的含量测定；此外在中药的含量测定也会起到强大的力量。
毛细管电泳的其他分离模式也使其优势更为明显，在药物分析中有着一个举足轻重的地位。
Capillary electrophoresis can Separates Inorganic Ions、organic ions、Macromolecule、Small Molecular、and so on.It has found wide applications in life science、chemistry 、Pharmacy and other relative areas.since the de and public use of HPCE technology ,using it’s advantange to solve chinese medicine effective constituents or characteristic components has became the development tendency, HPCE can apply to the determination of main Composition in various Formulation of western medicine which may decrease many procedures . what is more HPCE class determinates the content in antibiotics instead of microbiological assay of antibiotics.In additions ,italso play an important role in the determination of chinese medicine. The other separation about Capillary electrophoresis are put it into a more high level and occupies a decisive position in the pharmaceutical analysis.关键字：高效毛细管电泳、药学药品分析、中药分析、抗生素含量测定、杂质含量测定毛细管电泳，也称高效毛细管电泳（HPCE），是以高压直流电场为驱动力，以毛细管为分离通道，根据样品中各组份的淌度和分配行为的不同进行分离的一种分析方法，是近年来迅猛发展的分析分离技术，进行高效快速分离的一种新技术。
毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定毛细管电泳又称高效毛细管电泳( High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE) 是一种仪器分析方法。
通过施加10-40kV 的高电压于充有缓冲液的极细毛细管，对液体中离子或荷电粒子进行高效、快速的分离。
现在，HPCE 已广泛应用于氨基酸、蛋白质、多肽、低聚核苷酸、DNA 等生物分子分离分析，药物分析，临床分析，无机离子分析，有机分子分析，糖和低聚糖分析及高聚物和粒子的分离分析。
人类基因组工程中DNA 的分离是用毛细管电泳仪进行的。
毛细管电泳较高效液相色谱有较多的优点。
其中之一是仪器结构 简单（见图1）。
它包括一个高电压源，一根毛细管，紫外检测器及计算机处理数据装置。
另有两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液池。
high-v oltagepower supply BufferV ialBuffer V ial Detector Recording dev icecapillaryElectrode Electrode图1 CE 仪器组成示意图毛细管中的带电粒子在电场的作用下，一方面发生定向移动的电泳迁移，另一方面，由于电泳过程伴随电渗现象，粒子的运动速度还明显受到溶液电渗流速度的影响。
粒子的实际流速 V 是电泳流速度 Vep 和渗流速度 Veo 的矢量和。
即:V = Vep + Veo (1)电渗流是一种液体相对于带电的管壁移动的现象。
溶液的这一运动是由硅/水表面的Zeta 势引起的。
CE 通常采用的石英毛细管柱表面一般情况下(pH>3)带负电。
当它和溶液接触时，双电层中产生了过剩的阳离子。
高电压下这些水合阳离子向阴极迁移形成一个扁平的塞子流，如图2。
毛细管管壁的带电状态可以进行修饰，管壁吸附阴离子表面活性剂增加电渗流， 管壁吸附阳离子表面活性剂减少电渗流甚至改变电渗流的方向。
分离的原因：电泳迁移，电渗迁移电泳迁移：在高压电场下，带电离子向相反的方向移动。
电渗迁移：当毛细管内充满缓冲溶液时，毛细管壁上的硅羟基发生解离，生成氢离子溶解在溶液中，这样就使毛细管壁带上负电荷与溶液形成双电层，在毛细管的两端加上直流电场后，带正电的溶液就会整体的向负极端移动，这就形成了电渗流。
在操作缓冲溶液中，带电粒子的运动速度等于电泳速度和电渗速度的矢量和，电渗速度一般大于电泳速度，因此即使是阴离子也会从阳极端流向阴极端。
加大缓冲溶液的酸度、在缓冲溶液中加入有机试剂都会减少硅羟基的解离，减小电渗流。
分离模式毛细管电泳的分离模式有以下几种。
（1）毛细管区带电泳（CZE）将待分析溶液引入毛细管进样一端，施加直流电压后，各组分按各自的电泳流和电渗流的矢量和流向毛细管出口端，按阳离子、中性粒子和阴离子及其电荷大小的顺序通过检测器。
中性组分彼此不能分离。
出峰时间称为迁移时间（tm），相当于高效液相色谱和气相色谱中的保留时间。
（2）毛细管凝胶电泳（CGE）在毛细管中装入单体和引发剂引发聚合反应生成凝胶，这种方法主要用于分析蛋白质、DNA等生物大分子。
另外还可以利用聚合物溶液，如葡聚糖等的筛分作用进行分析，称为毛细管无胶筛分。
有时将它们统称为毛细管筛分电泳，下分为凝胶电泳和无胶筛分两类。
（3）毛细管等速电泳（CITP）采用前导电解质和尾随电解质，在毛细管中充入前导电解质后，进样，电极槽中换用尾随电解质进行电泳分析，带不同电荷的组分迁移至各个狭窄的区带，然后依次通过检测器。
（4）毛细管等电聚焦电泳（CIEF）将毛细管内壁涂覆聚合物减小电渗流，再将样品和两性电解质混合进样，两个电极槽中分别加入酸液和碱液，施加电压后毛细管中的操作电解质溶液逐渐形成pH梯度，各溶质在毛细管中迁移至各自等电点（pI）时变为中性形成聚焦的区带，而后用压力或改变检测器末端电极槽储液的pH值的办法使溶质通过检测器。
（5）胶束电动毛细管色谱（MEKC或MECC）当操作缓冲液中加入大于其临界胶束浓度的离子型表面活性剂时表面活性剂就聚集形成胶束，其亲水端朝外憎水非极性核朝内，溶质则在水和胶束两相间分配，各溶质因分配系数存在差别而被分离。
高效毛细管电泳——非接触式电导检测法测矿泉水中四种阳离子含量化学与化学工程学院分析科学研究所中山大学，广东510275摘要本实验利用高效毛细管电泳的仪器，通过标准加入法，结合非接触式电导检测的方法对中山大学水厂生产的“中大逸仙泉”矿泉水产品中的四种金属离子——K+、Na+、Mg2+、Ca2+进行定性定量分析。
条件：8mmol·L-1 Tris + 6mmol/L 酒石酸为电泳运行液；分离电压+14 kV。
结果测得矿泉水样品中K离子浓度为5.30mg/L，Na离子浓度为2.06mg/L，Mg离子浓度为0.44mg/L，Ca离子浓度为1.52mg/L。
关键词高效毛细管电泳法非接触式电导检测法标准加入法矿泉水阳离子分析0 引言矿泉水（Mineral Water）是指水中含有矿物质或其他溶解的物质。
而这些物质中的K+、Na+、Mg2+、Ca2+四种阳离子含量的测定方法，国家标准中[1]对于K+和Na+是用火焰发射光度法、火焰原子吸收分光光度法和离子色谱法等；而Mg2+和Ca2+则较多使用EDTA二钠滴定法以及火焰原子吸收分光光度法。
但以上方法均受限于单元素测定，效率较低且基底影响较大。
现今也有使用ICP作为光源[2]对金属元素进行测定的应用，但仪器价格较为昂贵，普及度较低。
高效毛细管电泳（High Performance Capillary Eletrophoresis,HPCE）利用了电泳和电渗的原理，通过在充满缓冲液的毛细管两边加上高电压后进行电泳，由于样品各组分在毛细管内的迁移速度不同，使得经过一段时间后，各组分会按照其速度大小顺序依次经过检测器而被检出，从而进行定性和定量分析。
该方法具有成本低、分离效能高、速度快、应用范围广和样品用量少等优点，已经成为现今重要的分离分析手段[3]。
对应的检测手段中，紫外/可见检测器[4]的应用较广泛，但由于检测光程受到毛细管内径的限制导致灵敏度低。
而电导法不仅灵敏度高，而且操作简单，其根据电极与待测溶液是否接触分为接触式和非接触式电导检测。
