高效毛细管电泳HPEC

高效毛细管电泳技术简介
高效毛细管电泳又称高效毛细管区带电泳（又称毛细管区带电泳），它的分离根据是电场中毛细管内的溶质具有不同的迁移速率。

高效毛细管电泳（high performance capillary electrophoresis, HPCE）是在传统的电泳基础上结合高效液相色谱技术发展起来的一种高效分离分析技术，由于其具有无与伦比的高效.准确和高灵敏性，这项技术广泛运用于有机离子.无机离子，氨基酸，多肽，蛋白质，核酸分子，对映异构体和临床医学分析，同时它在生物工程，药物，环保，食品检验等领域也显示了极其重要的运用前景。

毛细管电泳仪的结构和特点
毛细管电泳仪主要由5个部分组成，毛细管柱.进样系统，高压系统，检测系统和数据采集系统组成。

毛细管电泳的特点
（1）电泳在细径（25-75u m，内径）弹性石英毛细管中进行，其有限长度一般为50cm.
（2）高电压（10-30KV）加在毛细管两端以产生高电场强度（100-500V/cm）.
（3）分析时间短，数分钟至几十分钟可完成一次分析。

（4）多种分离模式，应用范围广(从生物大分子至小分子。

离子)
（5）样品需求量少，仪器自动化高。

现阶段取得的主要进展
P/ACE MDQ主要用于蛋白质的分析：
●毛细管等点聚焦●肽蛋白和糖蛋白的鉴别分析●纯度检测●免疫毛细管电泳检测
●SDS-分子量测定●肽谱分析。

毛细管电泳(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。

是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分析技术。

毛细管电泳是将电泳的场所置于毛细管中的一种电泳分离方法，它的装置结构通常由高压电源、铂电极、缓冲液池、样品池、毛细管、检测器和分析记录仪构成。

毛细管电泳分离的基本流程有进样、分离和检测三步骤。

进样：毛细管电泳的基本装置是一根充满电泳缓冲液的毛细管，与毛细管两端相连的两个小瓶微量样品从毛细管的一端通过“压力”或“电迁移”进入毛细管;
分离：电泳时，与高压电源连接的两个电极分别浸人毛细管两端小瓶的缓冲液中。

样品朝与自身所带电荷极性相反的电极方向泳动。

各组分因其分子大小、所带电荷数、等电点等性质的不同而迁移速率不同，依次移动至毛细管输出端附近的光检测器，检测、记录吸光度，并在屏幕上以迁移时间为横坐标，吸光度为纵坐标将各组分以吸收峰的形式动态直观地记录下来；检测的原理基于被测组分和背景电解质的吸光度不同，当被测组分通过检测窗时，吸光度发生的变化服从朗伯-比尔定律，即在一定的实验条件下，吸光度与被测组分的浓度成正比。

高效毛细管电泳HPCE优势：高效、高速、低耗。

一、原理【1】电泳和电泳淌度1、电泳带电离子在电场中的定向移动，不同离子具有不同的迁移速度。

影响因素：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。

故：式中：q—离子所带的有效电荷；E —电场强度；ν—离子在电场中的迁移速度；f —平动摩擦系数( 对于球形离子：f =6πηγ；γ —组分离子半径；η —介质的粘度；对于棒形离子：f =4πηγ)✈物质离子在电场中差速迁移是电泳分离的基础。

电泳淌度：单位场强下离子的平均迁移速度。

2、淌度单位电场强度下电渗流的平均迁移速度。

1.绝对淌度(absolute mobility)μab无限稀释溶液中带电离子在单位电场强度下的平均迁移速度，简称淌度。

2.有效淌度(effective mobility)μef实际溶液中的淌度(实验中测定的)。

μef=∑a iμiγia i —溶质i的解离度；μi —溶质i在解离状态下的绝对淌度γi：活度系数✎有效淌度即在除去干扰因素后的电泳淌度。

3.表观淌度μap离子在实际分离过程中的迁移速度（表观迁移速度）：νap=μap E4。

表观迁移速度电泳和电渗速度的矢量和故电荷实际迁移速度的影响因素有：电场强度、介质黏度、电荷数、离子离解度及其大小形状。

【2】电渗和电渗淌度1、电渗流现象当固体与液体接触时，固体表面由于某种原因带一种电荷，则因静电引力使其周围液体带有相反电荷，在液-固界面形成双电层，二者之间存在电位差。

当液体两端施加电压时，就会发生液体相对于固体表面的移动，这种液体相对于固体表面的移动的现象叫电渗现象。

电渗现象中整体移动着的液体叫电渗流（electroosmotic flow ，简称EOF）。

2、HPCE中电渗流的大小电渗流的大小用电渗流速度ν电渗流表示，取决于电渗淌度μ和电场强度E。

即ν电渗流= μ E电渗淌度取决于电泳介质及双电层的Zeta电势，即μ = ε0εξε0—真空介电常数；ε—介电常数；ξ—毛细管壁的Zeta电势。

关于高效毛细管电泳在食品安全检测中的运用初探食品安全一直是社会关注的焦点问题，关系到人们的身体健康和生命安全。

为了确保食品的质量和安全，各种检测技术不断发展和创新。

高效毛细管电泳（High Performance Capillary Electrophoresis，HPCE）作为一种高效、灵敏的分离分析技术，在食品安全检测领域发挥着越来越重要的作用。

高效毛细管电泳是一种以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳技术。

与传统的分离分析技术相比，它具有许多独特的优势。

首先，高效毛细管电泳具有极高的分离效率。

由于毛细管内径很小，样品在电场中的迁移路径短，且散热效果好，能够产生很高的电场强度，从而实现快速高效的分离。

其次，它所需的样品量极少，通常只需要纳升级甚至皮升级的样品，这对于珍贵或难以获取的样品检测具有重要意义。

再者，高效毛细管电泳的分析速度快，一般在几分钟到几十分钟内就能完成一次分析，大大提高了检测效率。

此外，它的操作简单，成本相对较低，便于普及和应用。

在食品安全检测中，高效毛细管电泳在多个方面都有着广泛的应用。

对于食品中的农药残留检测，高效毛细管电泳表现出色。

农药的广泛使用虽然提高了农作物的产量，但也带来了潜在的食品安全风险。

常见的农药如有机磷、有机氯等，在食品中可能残留的量往往非常低。

高效毛细管电泳能够灵敏地检测出这些微量的农药残留，为保障食品安全提供了有力的技术支持。

在食品添加剂的检测方面，高效毛细管电泳也发挥着重要作用。

食品添加剂如防腐剂、甜味剂、色素等，使用不当或过量添加都可能对人体健康造成危害。

通过高效毛细管电泳技术，可以准确地检测出食品中各种添加剂的种类和含量，确保其符合相关标准和规定。

此外，高效毛细管电泳还可用于检测食品中的生物毒素。

例如，黄曲霉毒素是一种常见的真菌毒素，对人体肝脏有很强的毒性。

利用高效毛细管电泳技术能够快速、准确地检测出食品中黄曲霉毒素的存在及含量，及时发现问题食品，防止其流入市场。

HPCE统指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一项液相分离技术。

是以电泳强有力的分离机理与色谱的仪器及自动化相结合的产物，可看作是电泳的一种仪器化方式。

是一种迅速发展中的新的分离分析技。

HPCE 特点:1.电泳是在细径弹性石英毛细管中进行；2.高电压（10～30KV ）加在毛细管两端以产生高电场强度；3.毛细管的高电阻限制了电流的产生和管内发热，从而抑制了热扩散的不利影响；4.柱效率高,分析时间短;5.检测在毛细管上进行（没有外部检测池），不存在检测池内的谱带展宽问题;6.所需样品体积小（为１～５0 nl)；7.多种分离模式能改变选择性，拓宽了电泳的应用范围；8.分离在水相介质中进行；9.方法开发简便；10.仪器自动化程度高，克服了板状凝胶电泳分析时间长、效率低以及检测自动化比较困难等缺点。

电泳的基本原理：离子的迁移速度可用下式表示:淌度（Mobility ）是指在单位时间间隔内和单位电场强度下溶质移动的距离。

电渗流(Electroosmotic Flow, EOF)是指毛细管内壁表面电荷所引起的管内液体的整体流动，大小可用速度或淌度来表示：EOF 的特点：1.毛细管内的电渗流具有平面流型，呈近似扁平型的“塞式流”，使溶质区带在毛细管内原则上不会扩张。

2.一般情况下（pH>4），毛细管内壁表面带负电荷，EOF 的方向是由正极到负极。

3.EOF 的淌度比离子淌度大一个数量级，它可以使几乎所有物种，不论其电荷性质如何，向同一方向运动。

因此EOF 是HPCE 中推动流体前进的驱动力，粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流两种速度的矢量和。

正离子的泳动方向和电渗流一致，迁移速度最快；中性粒子的迁移速度与电渗流速度相等；负离子的泳动方向和电渗流相反，但电渗流速度>电泳流速度，故其迁移方向与EOF 一致，迁移速度最慢。

HPCE 与LC 中流体的不同流型:EOF 的平面流型引起流动的推动力沿毛细管均匀分布,不会在毛细管内形成压力差,所以流速到处接近相同,对谱带展宽没有贡献。