毛细管胶束电动色谱分离原理

胶束电动色谱法
胶束电动色谱法（Micellar Electrokinetic Chromatography，MEKC）是一种在胶束电动毛细管电泳（Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography，MECC）基础上发展
起来的电动色谱技术。

MEKC是一种将胶束电动毛细管色谱和电泳技术相结合的色
谱方法。

它利用带电胶束作为移动相，通过电流的作用在毛细管中进行分离分析。

胶束通过对待分离物的物理和化学作用，可以增强分离效果，减小基质效应。

在MEKC中，样品中的待分离物首先与带电胶束发生静电相
互作用，然后在电场作用下通过胶束电动驱动向前移动。

分离效果主要取决于待分离物与胶束的相互作用、电场的强度和胶束浓度等因素。

待分离物的分离和检测主要是通过荧光信号来实现的。

MEKC适用于水溶性、中等极性和高极性的化合物的分离分析，包括蛋白质、药物、生物活性物质等。

它具有分离效果好、操作简便、灵敏度高和选择性强等特点，被广泛应用于食品安全、环境监测、药物分析等领域。

简述毛细管电泳分离原理及分离模式.
答：毛细管电泳的分离原理：带电粒子在电场力的驱动下，在毛细管中按其淌度或和分配系数不同进行高效、快速分离的电泳新技术，也称为高效毛细管电泳。

毛细管电泳分离模式：1、毛细管区带电泳:利用被分离离子在电场作用下移动速度不同而实现分离。

电解质的移动就是由电渗引起的。

2、胶束电动毛细管色谱:胶束存在假固定相,使得溶质不仅可以由于淌度差异而分离,同时可基于水相与胶束相之间的分配系数不同而得到分离。

3、毛细管电色谱:被测组分根据她们在流动相与固定相中的分配系数不同与自身电泳淌度差异而得以分离。

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。

电色谱法的分离原理电色谱法是一种分析化学技术，它利用电场来分离和检测样品中的化合物。

电色谱法的分离原理基于分子在电场中的迁移速度差异，取决于它们的电荷和尺寸。

以下是电色谱法的主要分离原理：1.电泳迁移：•在电色谱法中，一个电场通过分离介质中的样品。

这个电场可以是直流电场或交流电场。

当样品分子在电场中暴露时，它们会受到电荷的影响，导致它们迁移向电场的一个极性端。

带有相同电荷的分子会互相排斥，而带有相反电荷的分子会被吸引。

2.电动迁移率：•不同化合物在电场中移动的速度取决于它们的电动迁移率。

电动迁移率是分子在电场中移动的速度与电场强度之比。

电动迁移率与分子的电荷、尺寸和分子质量等因素有关。

3.分离介质：•电色谱法通常使用一种分离介质，如凝胶、毛细管、纸或硅胶等。

分离介质可以提供额外的分离机会，因为分子必须在介质内部或表面移动，这会影响它们的分离速度。

4.检测器：•在电色谱法中，通常使用检测器来监测分离后的化合物。

检测器可以是吸收光谱仪、荧光探测器、电导率检测器或质谱仪等。

通过检测分离后的化合物，可以获得它们的定量和定性信息。

5.应用：•电色谱法可以应用于不同类型的分析，包括离子交换色谱、凝胶电泳、毛细管电泳和高效液相色谱（HPLC）等。

这些技术在生物化学、生物医学、环境分析和食品科学等领域中得到广泛应用。

总的来说，电色谱法的分离原理基于分子的电动迁移率，利用电场来驱动分子在分离介质中的运动，从而实现样品中不同化合物的分离和分析。

它是一种强大的分析工具，可以用于研究和监测各种化合物。

常用分离模式毛细管电泳是指所有在极细毛细管内进行的电泳新技术，它根据分离机理不同具有多种分离模式，能够提供互不相关而又相互补充的信息。

毛细管电泳常用的分离模式包括毛细管区带电泳（CZE）或称自由溶液毛细管电泳（FSCE）、胶束电动毛细管色谱（MECC）、毛细管凝胶电泳（CGE）、毛细管等电聚焦（CIEF）和毛细管等速电泳（CITP），各分离模式、分离机理见下表。

在大多数情况下，可以通过改变缓冲液的组成来实现不同的操作模式。

毛细管区带电泳毛细管区带电泳（CZE）是毛细管电泳中最简单、最基本、应用最广泛的一种分离模式。

在毛细管中仅填充缓冲液，基于溶质组分的迁移时间或淌度的不同而分离。

除了溶质组分本身的结构特点和缓冲液组成，不存在其他因素如聚合物网络、pH梯度或另一分配相对分离的影响。

CZE分离无需固体支持介质，不存在基质效应，能分离淌度差别很小的组分。

CZE 中由于电渗流的存在，阴、阳离子可以同时分析，中性溶质电泳迁移为零与电渗流同时流出，如下图。

CZE的特点是操作简单、快速、分离效率高，应用范围广。

从原理上讲可以适用于所有具有不同淌度的荷电粒子的分离，分子量范围从十几的小分子离子到几十万的生物大分子。

胶束电动毛细管色谱胶束电动毛细管色谱（MECC或MEKC）是电泳技术和色谱技术巧妙结合的分离新技术。

MECC是在电泳分离缓冲液中加人离子型表面活性剂胶束，使电中性物质能根据其在胶束相和水相的分配系数不同而进行分离。

MECC是毛细管电泳中唯一能同时分离中性物质和离子型物质的分离模式。

它是1984年由Terabe首先报道的一种新型的毛细管电泳技术，也是目前研究较多，应用较广的一种毛细管电泳操作模式。

MECC是基于胶束增溶和电迁移过程进行的，因此其分离要求有两相：一相是带电的离子胶束，是不固定在毛细管中的假固定相，它具有与周围缓冲液介质不同的电泳淌度，也可称为胶束电泳淌度（μmc），并且与分离溶质相互作用（胶束增溶过程）；另一相是导电的水溶液相，在电场作用下，水相由电渗流驱动流向阴极（电迁移过程）。

基本原理毛细管电色谱(Capillary electrochromatography, 简称 CEC)是在毛细管中填充或在管壁涂布、键合液相色谱的固定相,然后在毛细管的两端施加高压直流电，在电场作用下产生电渗流(Electroosmotic flow ，简称EOF）,流动相在电渗流的驱动下通过色谱柱。

对中性化合物，其分离过程和HPLC类似，即通过溶质在固定相和流动相之间的分配差异而获得分离；当被分析的物质在流动相中带电荷时，除了和中性化合物一样的分配机理外，自身电泳淌度的差异对物质的分离也起相当的作用。

毛细管电色谱（capillary electro chromatography，CEC）以内含色谱固定相的毛细管为分离柱，兼具毛细管电泳及高效液相色谱的双重分离机理，既可分离带电物质也可分离中性物质。

毛细管电色谱法是用电渗流或电渗流结合压力流来推动流动相的一种液相色谱法。

因此，毛细管电色谱法可以说是HPLC和HPCE 的有机结合，它不仅克服了HPLC 中压力流本身流速不均匀引起的峰扩展，而且柱内无压降，使峰扩展只与溶质扩散系数有关，从而获得了接近于HPCE 水平的高柱效，同时还具备了HPLC 的选择性。

HPLC是用压力驱动流动相。

流速是随填充微粒的大小和柱长而变化的。

流速在管中呈抛物线轮廓，因而造成了色谱峰谱带的展宽，降低了柱效。

而CEC是采用电场推动流动相。

其线速度是与柱的直径和填微粒的大小无关的，因而在毛细管中几乎没有流速梯度。

谱带展宽效应相应的就十分小。

这点是CEC与HPLC的本质差别，也是CEC效率高于HPLC 的根本。

依靠电渗流（EOF）和电渗流结合压力流推动流动相，使中性和带电荷的样品分子根据它们在色谱固定相和流动相间吸附、分配平衡常数的不同和电泳速率不同而达到分离分析。

仪器设备: 毛细管电色谱的早期研究是在改装的CE商品仪器上进行的，随着研究的深入和对研究前景的良好预期，现在已有商品仪器既可进行电泳模式也可方便地进行电色谱研究。

胶束电动毛细管电泳法测定柑橘属药材中柚皮苷和橙皮苷的含量柑橘属药材广泛应用于传统中医药领域，具有丰富的药用价值。

柚皮苷和橙皮苷是柑橘属药材中的两种主要活性成分，具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种生物活性。

因此，准确测定柑橘属药材中柚皮苷和橙皮苷的含量对于评估其质量和药效非常重要。

胶束电动毛细管电泳法（MEKC）是一种高效、快速、准确的分离和测定方法，已广泛应用于药物分析中。

本文将介绍使用胶束电动毛细管电泳法测定柑橘属药材中柚皮苷和橙皮苷含量的方法和步骤。

一、实验原理胶束电动毛细管电泳法基于毛细管内胶束的形成和电动注射技术，能有效分离复杂的药物样品。

该方法的主要原理是利用胶束的表面活性和电动注射的电荷效应，将样品中的目标成分分离出来，并通过测定其相对迁移时间来计算含量。

二、实验步骤1. 样品制备：将柑橘属药材按照一定比例粉碎，并加入适量的提取液，进行浸泡提取。

待提取液浸泡一段时间后，离心收集澄清液，作为待测样品。

2. 胶束制备：取适量的表面活性剂和缓冲液，按照一定比例混合，并通过超声波处理来形成胶束溶液。

3. 毛细管填充：将毛细管用胶束溶液填充，并进行静置，保证胶束溶液充分吸附在毛细管内壁上。

4. 电泳条件设置：调整电泳仪的参数，如电压、电流、电泳时间等，以达到最佳分离效果。

5. 注射和检测：将样品注射进入毛细管，并进行电泳分离。

通过紫外检测器测定目标成分在电泳过程中的峰高，并与标准曲线比对来计算柚皮苷和橙皮苷的含量。

6. 数据处理：根据测定结果及相关公式，计算样品中柚皮苷和橙皮苷的含量。

三、实验结果与讨论通过胶束电动毛细管电泳法测定柑橘属药材中柚皮苷和橙皮苷的含量，可以得到准确的测定结果。

在实验中，我们测试了多个不同来源的柑橘属药材样品，并进行了重复实验，结果显示该方法具有良好的重现性和准确性。

根据统计数据得知，柚皮苷在柑橘属药材中的含量范围为X mg/g至X mg/g，橙皮苷的含量范围为X mg/g至X mg/g。

毛细管电色谱色谱与电场两种作用力毛细管电色谱(capillaryelectro—chromatography，CEC)的分离机制是靠色谱与电场两种作用力，依据样品组分的分配系数及电泳速度差别而分离。

该法可分为填充毛细管电色谱法及开管毛细管电色谱法两大类。

前者是将细粒径固定相填充在毛细管柱中，后者是把固定相的官能团键合在毛细管内壁表面上而形成的色谱柱。

毛细管电色谱法是最新的色谱法，柱效可达106片／m，它快速、经济、应用广，是最有前途的分析方法。

毛细管电泳法毛细管电泳法(capillaryelectrophoresis，CE)是样品在毛细管的液体介质中，在电场力作用下的分离分析方法。

它已成为生命科学的最重要的研究手段之一。

按使用领域对色谱仪的分类分析型色谱仪分析型色谱仪可分为实验室用色谱仪和便携式色谱仪。

它主要用于各种样品的分析，其特点是色谱柱较细，分析的样品量少。

制备型色谱仪制备型色谱仪可分为实验室用制备型色谱仪和工业用大型制造纯物质的制备色谱仪，可以完成一般分离方法难以完成的纯物质制备任务，如纯的制备，蛋白质的纯化。

专属型色谱仪专属型色谱仪只用于分析某一类化合物的色谱仪，如氨基酸自动分析仪，它属液相色谱仪的范畴。

色谱法与其他分离方法的比较色谱法的特点和优点色谱法的特点色谱法以其高分离能力而著称，它的分离效能远高于其他分离技术，如重结晶、蒸馏、电解、萃取和离心等方法。

色谱法的优点①分离效能高。

如毛细管气相色谱柱理论塔片数可达7～12万，毛细管电泳柱有几十万理论塔片数，而凝胶毛细管电泳柱可达上千万理论塔片数的柱效。

②应用范围广。

它几乎可用于所有化合物的分离分析，从有机物、无机物、低分子或高分子化合物，到有生物活性的生物大分子都可进行分离和测定。

③分析速度快。

一般在几分钟到几十分钟即可完成一次复杂样品的分离和分析。

④样品用量少。

微升，甚至纳升级的样品就可完成一次分离分析。

⑤灵敏度高。

如气相色谱可以分析几纳克的样品，火焰离子化检测器(flameionizationdetector，FID)可达10—2g／s，电子捕获检测器(electroncapturedetec．tor，ECD)达10—3s／s；检测限分别为10‘9g／L和10。

毛细管电泳分析方法的工作原理介绍毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)又叫高效毛细管电泳(HPCE), 是近年来发展最快的分析方法之一。

1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75μm内径毛细管柱内用高电压进行分离, 创立了现代毛细管电泳。

1984年Terabe等建立了胶束毛细管电动力学色谱。

1987年Hjerten 建立了毛细管等电聚焦, Cohen和Karger提出了毛细管凝胶电泳。

1988～1989年出现了第一批毛细管电泳商品仪器。

短短几年内, 由于CE符合了以生物工程为代表的生命科学各领域中对多肽、蛋白质(包括酶，抗体)、核苷酸乃至脱氧核糖核酸(DNA)的分离分析要求, 得到了迅速的发展。

CE是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。

CE和高效液相色谱法(HPLC)相比, 其相同处在于都是高效分离技术, 仪器操作均可自动化, 且二者均有多种不同分离模式。

二者之间的差异在于：CE用迁移时间取代HPLC中的保留时间, CE的分析时间通常不超过30min, 比HPLC速度快；对CE而言, 从理论上推得其理论塔板高度和溶质的扩散系数成正比, 对扩散系数小的生物大分子而言, 其柱效就要比HPLC高得多；CE所需样品为nl级, 最低可达270fl, 流动相用量也只需几毫升, 而HPLC所需样品为μl 级, 流动相则需几百毫升乃至更多；但CE仅能实现微量制备, 而HPLC可作常量制备。

CE和普通电泳相比, 由于其采用高电场, 因此分离速度要快得多；检测器则除了未能和原子吸收及红外光谱连接以外, 其它类型检测器均已和CE实现了连接检测；一般电泳定量精度差,而CE和HPLC相近；CE操作自动化程度比普通电泳要高得多。

总之, CE的优点可概括为三高二少：高灵敏度, 常用紫外检测器的检测限可达10-13～10-15mol,激光诱导荧光检测器则达10-19～10-21mol；高分辨率, 其每米理论塔板数为几十万；高者可达几百万乃至千万, 而HPLC一般为几千到几万；高速度, 最快可在60s内完成, 在250s内分离10种蛋白质, 1.7min分离19种阳离子, 3min内分离30种阴离子；样品少, 只需nl (10-9 L)级的进样量；成本低, 只需少量(几毫升)流动相和价格低廉的毛细管。

毛细管胶束电动色谱分离原理概述在电泳缓冲液中加入离子表面活性剂，当溶液中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂的单体就结合在一起，形成一个球体，称为胶束。

胶束一般是由10--50个碳原子单位的长链分子组成，具有头部(或外层)亲水、尾部(或内层)疏水的特性。

在溶液中，头部露在外面，尾部包在胶束中。

这种胶束的形成是疏水效应的结果，能使系统的自由能减少。

胶束可分为正相胶束和反相胶束两类，以前者应用较多。

反相胶束则是指在有机溶剂中形成的胶束，尚未作系统研究。

用来作为表面活性剂的化合物很多，大体有四类:阴离子、阳离子、两性离子和非离子表面活性剂，其典型化合物及主要性质如表4.1所示。

应用最多的是前两类，且尤以十二烷基硫酸钠(SDS)等使用最为普遍。

图4.1是SDS胶束的结构示意，里面有一个疏水内核，外面布满了.S03ˉ离子。

在MECC系统中，实际上存在着类似于色谱的两相，一是流动的水相，另一是起到固定相作用的胶束相，溶质在这两相之间分配，由其在胶束中不同的保留能力而产生不同的保留值。

与毛细管区带电泳一样，由于缓冲液在靠近管壁处形成的正电，使其显示出强烈的电渗流而向阴极移动。

对于SDS胶束来说，由于其外壳带很大的负电荷，本应以较大的淌度朝阳极迁移，但由于在一般情况下电渗流的速度大于胶束的迁移速度，这就迫使胶束最终以较低的速度向阴极移动，如图4.2所示。

由此可见，毛细管胶束电动色谱有别于普通色谱的一个重要特性为它的“固定相”是移动的，这种移动的“固定相”又被称之为“准固定相’。

在毛细管胶束电动色谱中，中性粒子由于本身疏水性的不同而得以分离.具有不同疏水性的粒子与胶束的相互作用不同，疏水性强的作用力就大，其留在胶束相中的时间就长。

由于胶束相的绝对速度很小，组分的保留时间就长;反之组分较多地停留在缓冲液中按电渗的速度移动，保留时间就较短。

以上所述为使用阴离子表面活性剂的情况，如果使用阳离子表面活性别，则清况相反。