毛细管电色谱的方法原理与应用
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说明毛细管电泳特点及应用
毛细管电泳是一种高效液相色谱技术,其基本原理是利用电场将带电粒子在毛细管中的移动速率和荷电量的差异进行分离和富集。
毛细管电泳具有高分离效率、快速分离、小量样品、自动化程度高等特点,已经成为了化学、生物、环境学等领域的一个重要分析工具。
其主要应用领域和特点如下:
1.分离生化分子
毛细管电泳可以用于分离和富集DNA、RNA、蛋白质、糖类和小分子有机物等生物分子。
这些生物分子在酸碱性、水解、氧化还原等条件下有不同的化学性质和电荷性质,可以被毛细管电泳技术精确分离和定量。
例如在DNA分离和定量方面,毛细管电泳已经成为PCR扩增产物检测、基因测序、DNA指纹鉴定等分子生物学技术中的重要手段。
2.分析环境污染物
毛细管电泳可以用于环境监测和食品安全检测等领域,可以对水、空气、土壤和食品中的有机和无机污染物进行快速准确定量分析。
例如利用毛细管电泳技术可以分析环境中的氨、硝酸盐、荧光增白剂、PESTICIDE 等有害物质含量,以及酒类中的苯甲酸、乙酸等有害物质。
3.分析药品和代谢产物
毛细管电泳可以快速、灵敏地分离和鉴定药品和代谢产物,具有药动学和毒理学研究的重要意义。
毛细管电泳技术节省反应时间,减少实验操作时间,可对液-液、液-固、固-液等反应进行分离和分析,得到精确的数据和结果。
如利用毛细管电泳技术,可以分析身体内的有机酸、氨基酸、代谢产物等物质。
总之,毛细管电泳技术在化学分析和生物分析中均有广泛应用,且已成为学术研究和工业生产的一种重要分离分析手段。
毛细管电色谱应用在哪些方面
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。
(上海通微)。
毛细管电色谱基本原理及设计要求毛细管电色谱是80年代末发展起来的一种新型分离分析技术。
按流动相驱动力的不同,可分为电渗流驱动毛细管电色谱和电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱。
前者可在一般的毛细管电泳商品仪器上进行,是目前研究较多的一类。
在这种电色谱中,既引入了高选择性的色谱固定相,提高了电泳的分离能力,又克服了压力驱动的压力流引起的区带展宽,可以实现高效、高选择性分离。
但是因电渗流的限制,难于驱赶出电泳过程中产生的气泡,实验常因气泡而中断。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,液相泵产生的压力流可以将操作中产生的气泡冲出毛细管或者使气体在高压下溶解,不仅是流动相的平均线速度比相同条件下HPLC大,缩短分析时间,而且能减少压力流引起的区带展宽,使分离效率比HPLC明显提高。
若利用HPLC的进样和检测装置,可使其重现性和定量性优于毛细管电泳(CE)。
此外,还能像HPLC那样进行梯度洗脱,使分离能力进一步提高。
因此,有效的梯度洗脱是所开发仪器应有的重要功能。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,被分离组分按照它们的容量因子在固定相和流动相之间进行分配,溶质的流动速度决定于它们的电泳淌度、电渗流和流动相的压力。
电色谱的分离选择性包括两部分的贡献[5],即溶质在两相间的分配对分离选择性的贡献和电场作用溶质的泳动对分离选择性的贡献。
当电场的作用与分配的作用相一致时,CEC将表现更高的选择性。
否则两者作用相互抵消,降低分离的选择性。
在相同的表现线速度下,若电场驱动的流向与压力流方向相同,此时电场的作用有助于提高柱效;反之,电场的作用将降低柱效。
所以,选择能使分配与电场协同作用的分离条件对提高选择性和增加柱效都非常重要,这些条件包括电场方向及强度、洗脱液的流速及组成和固定相的种类等。
(上海通微)。
毛细管电泳的基本原理及应用剖析毛细管电泳(CE)是一种基于电场作用的色谱分离技术,广泛应用于生物学、医药、环境、食品等领域。
它通过在毛细管中施加电场,利用样品中的带电粒子在电场作用下发生迁移分离,最终在检测器上形成峰。
毛细管电泳具有分离效率高、样品消耗量少、实验时间短等优点,因此被广泛研究和应用。
电动力作用是指在电场作用下,带电粒子会迁移,其迁移速率与电荷大小、电场强度和粒子大小有关。
这个原理形成了毛细管电泳的分离能力。
在毛细管电泳中,带有不同电荷的离子在电场作用下会迁移到不同的位置,实现了分离。
电渗流作用是指在电场作用下,电解质溶液中的离子在毛细管内部形成一个电化学双层,从而形成了定向的流动,这种流动称为电渗流。
电渗流的作用是维持溶液流动的速度和方向,使得样品能够快速地通过毛细管。
1.生物学:毛细管电泳在DNA分析、蛋白质分析和细胞生物学中有重要应用。
例如,DNA测序、突变分析和基因检测等都可以通过毛细管电泳实现。
此外,毛细管电泳还可以用于血清蛋白质分析,从而帮助研究疾病的诊断和治疗。
2.医药:毛细管电泳在药物分析中有广泛的应用。
例如,在药物代谢研究中,毛细管电泳可以用于分析药物及其代谢产物。
此外,毛细管电泳还可以用于药物纯度和含量的测定,以及药物的质量控制和研发。
3.环境:毛细管电泳在环境监测中有重要的应用。
例如,通过毛细管电泳可以分析水、土壤和大气样品中的有机物、金属和其他污染物。
此外,毛细管电泳还可以用于监测和分析环境中的微量物质,如重金属、农药残留、有机污染物等。
4.食品:毛细管电泳在食品检测和质量控制中有广泛应用。
例如,可以利用毛细管电泳对食品中的营养成分、添加剂和农药进行分析和检测。
此外,也可以通过毛细管电泳对食品中的毒素和致病菌进行检测,确保食品的安全性。
综上所述,毛细管电泳是一种重要的色谱分离技术,其基本原理是利用电场作用使带电粒子在毛细管中迁移分离,并且具有分离效率高、样品消耗量少等优点。
毛细管电泳的基本原理及应用摘要:毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道,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分离分析方法。
该技术可分析的成分小至有机离子、大至生物大分子如蛋白质、核酸等。
可用于分析多种体液样本如血清或血浆、尿、脑脊液及唾液等,比HPLC 分析高效、快速、微量。
关键词:毛细管电泳原理分离模式应用1概述毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE,是一类以毛细管为分离通道,以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。
CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis,CZE)。
但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。
现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出,他们使用了75mm的毛细管柱,用荧光检测器对多种组分实现了分离。
1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳,开创了毛细管电泳的重要分支: 胶束电动毛细管色谱(MEKC)。
1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。
同年,Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。
近年来,将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中,又发展了电色谱,扩大了电泳的应用范围。
毛细管电泳和高效液相色谱(HPLC)一样,同是液相分离技术,因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充,但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说,毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳(C E)除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外,其仪器结构也比高效液相色谱(HPLC)简单。
C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。
毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点,因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。