毛细管电泳在环境分析中的应用

２００２￣４，９　

第２２卷第２期　天水师范学院学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｉａｎｓｈｕｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ａｐｒ．，２００２　

Ｖｄ．２２　Ｎｏ．２　

毛细管电泳在环境分析中的应用　

杨玲娟．　

ｆ天水师范学院化学系　袁冬梅　

甘肃天水７４１００１）　

搞要：毛细管电泳（ＣａｐｉｌｌａｒｙＥｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）是以毛细管为分离通道，高压电场为驱动力的快速高效的分　离分析手段．适应环境分析中多姐分混合．微痕量存在和连续监剥等的分析要求，毛细管电泳技术在环境分析中　表现出良好的应用前号．　

关键词　毛细管电津；环境分析　应用　

中图分类号｝０６５７．８　文献标识码：Ｂ　文章编号：１３７１—１３５１（２００２）０２．００２７．０３　

１毛细管电泳发展现状　

毛细管电泳是以毛细管作为分离通道，使毛细管柱内　

的不同带电粒子（离子、分子或其衍生物）在高压电场的　驱动下以不同的速度在背景缓冲液中定向迁移，从而将不　同组分分离的分离分析手段。依据样品组分在背景缓冲液　

中所受作用的不同，毛细管电泳的操作模式可分为：毛细　

管区带电泳（ＣＺＥ）、毛细管凝胶电泳（ＣＧＥ）、毛细管等　速电泳（ＣＩＴＰ）、毛细管等电聚焦（ＣｌＥＦ）、胶束电动色　谱（ＭＥＫＣ）等几大类。　‘　

２毛细管电泳的特点　

毛细管电泳与目前广泛使用的气、液相色谱相比具有　自身的特点：　（１）毛细管柱一般不需填充或复杂处理．价　

格相对较低，约为色谱柱的１０％－－２０％　（２）样品消耗量　

极小，每次进样仅是纳升级；　（３）在电场驱动下运行，缓　冲液的消耗量约为色谱溶剂消耗量的百万分之一：　（４）运　

行环境为水介质缓冲溶液（非水介质有机溶质占６０％一　７Ｏ％），　‘不会造成二次污染　（５）分离拄效高，尤其在分　

离生物大分子时有不可替代的优点：　（６）应用范围广，对　样品的预处理要求低，所有样品可以使用同一根毛细管　仅仅需要改变运行的缓冲溶液即可。　

毛细管电泳的质量检测限报低，但是其进样量少、检　测光程短的特点使得浓度检测限相应有所提高。环境污染　物在样品中的浓度通常是报低的（Ｉ　＿＿１　ｇ／１）．这使得　

富集过程显得十分必要。毛细管电泳在发展过程中积累了　

一些在线富集技术，其中常用的有：场放大进样、电堆集　

富集、ＰＨ梯度浓缩、等速电泳、固相萃取浓缩、膜富集、　超临界流体萃取富集、微反应浓缩等。　ｅｌｅｎ　‘使用场放大　

进样技术对芳酸类除草荆阴离子进行拄内浓缩，浓缩系数　达１００，并成功地对浓度为５Ｘ　１ｄ　ｇ／１的水样进行了分析。　超临界流体萃取富集是一个崭新的富集技术，它已经在环境　

分析中发挥作用。在土壤残留农药的检测中可达到ｕ　ｇ／ｇ、　ｎ　甚至　ｇ／ｇ的检测：在Ｏ０中加入衍生化试剂，使酚羟　基转变为弱极性的醚或醋然后萃取　可实现对酚类等强极　性物质的超临界流体萃取富集。　。显然，富集技术的单个使　

用或联合使用将为毛细管电泳在环境分析中的应用，特别　是连续、自动化的环境监测开辟一条道路。　

３毛细管电泳在环境分析中的应用　

按照美国国家环保局１９７９年的规定，环境污染物中有　２９８种优先考虑的物质，其中Ｉ１４种是有机污染物，目前世　

界各国基本认同这一规定。毛细管电泳在环境分析和监测　中的应用是近几年才起步的。最初的研究工作大多数限于　

方法的研究和改进，近几年越来越多地应用于环境实际样　

品的分离和分析。　

环境样品的主要来源是水、土壤和大气。对水质的分　析是毛细管电泳最广泛的应用领域之一　环境污染物中，　酚类、多环芳烃、多氰联苯、农药、某些金属化台物等，　

由于它们自身有毒或具有致癌性而受到广泛重视。　３，１有机污染物　３．Ｉ．Ｉ酚类　

酚类化台物广泛存在于焦化、农药、石油化工、木材　

加工等诸多工业中。它们是一类原生质毒物，可使蛋白质　凝固．且主要作用于神经系统。尤为严重的是它们是一类　

强烈的致癌物，能透发多种癌症。许多工业发达国家都将　其列为优先监测的污染物。我国环境优先监测的污染物中　有６种酚类物质：苯酚、间一甲酚、２．４一二氰酚、２，４，６－－－－－　氯酚、五氰酚和对硝基苯酚。目前对其环境监铡和分析多　

数是测定酚的总量。由于各种酚的毒性相差显著，要求分　

收璃日期≈２００１．１２．２２　作者简介：栖砖娟（１９７０－）．女，陕西宝鸡＾，天水师范学院化学系讲师。　

２７　维普资讯 http://www.cqvip.com 别测定不同酚的含量以代替酚的总量的测定。这对于研究　

其环境彳ｊ：为，生态效应和致毒致痛机理都极为重要。　

毛葺【Ｉ管电泳作为一剃ｌ高效、快谜的分析手段已成功应　

用于对酚的测定。数据见袁Ｉ：　

３．１．２多环芳烃（ＰＡＨｓ）　

裹ｌ毛细瞥电泳对酚的测定　

序号　２　３　被测样品驻尉　境优先　捡删６种酚　ｌＴ忭屯极碳圆盘Ｉ乜极　腹水Ｉ｝Ｉ酚６利一对位　取代苯酌　碳纤维　玻碳微ｒＵ｛｛｛　Ｉ乜板　

榆测山浊射壁式牲端安培检测　朴ｌ＝安培枉ｆ　安培椅测　椅洲　二１．作条件Ｕ　９０Ｏｍ州　＾＝２０ｋｖ　自打组装高效　２０ｎ　ｍｏＶｌ硼砂（ＰＨ９　６）体系　毛细昔Ｉ乜泳仪　

结　论２５ｒａｉｎｓ内６种　可有效丹２０ｒａｉｎｓ基线丹　酚基线分离　离测定　离Ｎ＞４ｇＯ００／ｒｎ　

文献来源方禹之　Ｇａｉｔｏｎｄ　袁仲斌　

ＰＡＨｓ的毛细管电泳研究始于９Ｏ年代初，山于ＰＡＨｓ的憎　

水性和电中性，早期的毛细管区带电泳还无法分离ＰＡＨｓ．　Ｔｅｒａｂｅ　。等在Ｉ９８６年发明的胶柬电动色谱很好地解决了这一　

问题。进。步的措施是　Ｊ以在运行缓冲溶液巾加入合适的　有机添加剂（胆酸盐、环糊精等），增加ＰＡＨｓ水溶性的同　

时提高分离效率。最近几年应埘毛细管ｌ　泳对ＰＡＨｓ的检测　

较多，表２列出部分数据予以说明。　３．１．３农药残目物　农药包括除草剂和杀虫剂。除草剂大体分为烷基取代　芳酸盐和季胺盐两大类。采用毛细管区带电泳或腔康电动　

色谱对农药进行分离和检测都是最好的选择。Ｂａ１ｚ和　Ｇａ／ＴｉＳＯｌ＇ｔ　对烷基取代芳酸盐除草剂进行了毛细管电泳研　

究。Ｊｕｎｇ　对芳酸盐除草剂进行衍生，结合胶柬电动色　

谱，采用激光诱导检测器避行分离，进样４ｎＩ时，检测限达２　×１６　ｇ．Ｄｉｎｅ］ｌｌ　在测定自来水巾杀虫剂的含量时．可做列　定量分离１０　一１０　＂ｇ！￣ｊＭｅｔｓｕｌｆｕｒｏｎ和Ｃｈｌｏｒｓｕｌｆｕｒｏｎ　３．１．４气春有机物　

在气态物质的分离方面，气相色谱目前仍占主导地　位，但也有毛细管电泳对气态物质进行分折的报道。例醛酮　

化合物是大气－＋・的重要污染物，是环境保护巾大气污染源　

表３毛细瞥电泳对阳离子的测定　

崎攫０项目２。刘震毒　。用胶束电动毛细管色谱法同时测定　

了大气污染物甲醛、乙醇和丙酮，最小榆出浓度为２ｍｇ／Ｉ．　

变异系数在８．７％以内。　３．２盎Ｊ萄离子和无机胡离子　有关金屈离子的毛细管电泳研究越来越多。碱金属、　

碱上金属以及无机阴离子的毛细管电泳分析大多采用间接　紫外检测　表３所列数据表明了毛细管电泳在阳离子检测方　

面的进展。　无机阴离子的毛细管电泳分离通常需在缓冲溶液中加　

入电渗崭“ＥＯＦ）调节剂（如十六烷基三甲基谟化胺等碉离子表　

面活性剂），以消除或改向电溶流，或采用几乎不产生ＥＯＦ　的涂层柱。Ａｌｂｅｒｔ　。‘研究ＴＰＨ、背景电解质浓度、可改变　

ＥＯＦ　向的表面活性剂等请因素对Ａｓ、ｓｃ有机和无机化合物　

分离的影响。他们向背景电解液中加入表面活性剂溴化十　

烷基三甲基胺（ＴＴＡＢ）使ＥＯＦ方向改变，将电解液的ＰＨ　调　８．５，快述分离井测定了硒酸钠、咂硒酸钠、硒代胱氢　

酸和硒代蛋氪酸。　３．３其它　

有关环境物质分析的另一个侧面是生物体内组织分析　和食品分析　在这方面毛细管电泳进度很快，如血清、饮　

料、酒精、肉食、水果和蔬菜中有害物质或药用物质的分　析。Ｄｉａｚ等。　。菩阁ＣＺＥ－ｕＶ分离并测定了冻鱼干中的甲基　

汞。Ｍｅｄｉｎａ…ｌ将各种有机汞化合物转化为有机汞与胱氪酸的　

络合物，用ＣＩＥ在１２ｍｉｎｓｌ

￣完成了分离，井用此法分析了海　维普资讯 http://www.cqvip.com 洋生物样品中并种有机汞化台物　Ｌｉ“　ＭＥＫｃ分离了水样　

中的有机铅和有机锡化台物。　

４作者展望　

毛细管电泳是当代分离技术发艉的前沿，从客观角度　

讲，毛细管电泳对检测环境小挥发性组分具有局　忤；纳　升级的进样量使得在定量的重现性卜也需要技术投进：制　

蔷电泳尚未形成规模。但是，从’邑的广泛适用性上，尤其　

是近几年发展起来的在线富集技术和高灵敏度榆测器的使　

ｊ｝ｌ卜不难看出，毛细管电泳在环境分析，｝ｒ　失为剥，颇具　竞争力的手段。相信随着开拓性Ｉ　作的不断推进，毛细管　

电泳将会在环境分析中取得更大进步。　

参考文献：　

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【１ｌ】康经武，础豪杰，欧从瑜．毛细管电泳１凉　杜技术的进展【Ｊ】．色谱　１９９８，（１）：２６—２９　

【１２】贾丽，陈曦，王小如．毛细管Ｉ　泳在形态分析ｌ｝】的廊Ｊ｛＝『【叩．色谱，Ｉ９９８，Ｉ６（５）：４０Ｈ０５　

责任编辑　王小凤　

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ＹＡＮＧ　Ｌｉｎｇ－ｊｕａｎ，ＹＵＡＮ　Ｄｕｎ－ｍｅｉ　

（Ｔｉａｎｓｈｕｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｔｉａｎｓｈｕｉ．Ｇａｎｓｕ　７４１００１，Ｃｈｉｎａ）　

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