毛细管电色谱技术

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。

高效毛细管电泳色谱仪的介绍前言高效毛细管电泳色谱仪（High Performance Capillary Electrophoresis）简称CE，是一种用于分离、检测和定量小分子有机化合物及生物大分子（如蛋白质、核酸等）的分析仪器。

与传统的色谱技术相比，CE具有分离速度快、分离效果好、耗时少、消耗试剂和样品量少等优点，因此广泛应用于医药、生物、环境等领域的分析和检测。

原理CE是利用毛细管中的电泳作用使样品离子在电场力下向电极运移，通过毛细管壁上的化学修饰、填充剂和区带电荷来实现分离，并通过荧光检测器等检测器来检测和定量分离后的样品成分。

优点分离速度快毛细管内径小，距离相对短，使得样品离子的迁移速率快，从而实现快速分离。

分离效果好毛细管表面可以进行化学修饰和填充剂处理，通过组分间的电荷、氢键、范德华等相互作用，进一步增强样品分离能力。

耗时少样品分离后直接进行检测，无需进一步净化、萃取等操作，减少了样品制备的时间。

消耗试剂和样品量少毛细管内径小，所需样品量和试剂量大大减少，节约了分析成本。

系统组成CE主要由毛细管容器、高压电源、检测器、数据采集系统等四部分组成。

毛细管容器毛细管容器是对样品进行分离的主体，通常是具有内径为5-75μm的管（通过融离池、拉伸等方法得到），通过氧化铟、二氧化硅等材料修饰表面，增加毛细管和分离物之间的作用力和优化分离效果。

毛细管容器通过两端接口一个容纳高压电源的阳光非金属管，并与检测器连接。

高压电源高压电源主要是为毛细管提供足够的驱动力，使样品能够快速通过毛细管，一般的工作电压为2-30kV之间。

检测器检测器通常使用荧光检测器、紫外检测器、折射率检测器和质谱检测器等，常见的是荧光检测器。

荧光探测器最适用于无色或淡黄色的样品，因为它可以通过激发荧光产生亮丽的蓝光来检测和定量测量毛细管中的分离样品。

数据采集系统数据采集系统主要用于记录和处理从检测器输出的信号，并将其转换为可读的图形或数字信号，以便进一步分析和研究。

高效毛细管电泳色谱仪电泳基本概念一、简介高效毛细管电泳色谱仪（Capillary Electrophoresis, CE）是一种利用电场对带电化合物进行分离的技术。

它可以用来分离带正电荷、负电荷或无电荷的化合物，且在分离过程中不需要添加外部成分，如胶体或分离介质，因此不会改变样品的组成。

CE具有分离速度快、样品消耗少、自动化程度高和分离精度高等特点，在生物、医药和环境等领域得到了广泛应用。

二、电泳原理在CE中，带电荷的样品离子在电场中移动，移动速度与带电离子的电荷数和电场力大小成正比。

由于样品分子的大小、形状和电荷都不相同，它们在电场中的移动速度也各不相同，因此分离出不同成分的样品提供了可能。

CE通过在一根毛细管内施加高电场，使带电离子向着管底方向移动，借此实现所有样品分子的分离。

三、电泳参数CE基本的电泳参数包括电场强度、毛细管内液体pH值、毛细管壁面涂层、电容耦合、温度等。

1.电场强度：CE中的电场强度通常在10-100 kV/m之间，由于呈现出非线性的行为，这个参数对电泳速度和分离能力有着重要的影响。

2.pH值：毛细管内液体pH值的选择和调整是CE中的一个重要环节。

通常选择分析物理化性质相似的缓冲液，以使质氢或氢氧离子浓度在毛细管内始终保持一定水平。

3.微粒衬底：在一些情况下，添加微粒衬底可以增加分离能力和电泳效率，但是同样也会使分辨率降低。

4.温度：温度对分离速度、分离度和电泳峰形都有影响，通常情况下，温度越高，电泳速度会越快。

四、毛细管电泳色谱仪毛细管电泳色谱仪（Capillary Electrophoresis Instrument, CEI）包括注射器、毛细管、高压电源、检测器和控制软件等部件。

其中，注射器和毛细管是CE中最关键的部件。

毛细管通常是由非活性材料制成的，如硅胶或石英玻璃。

常用的检测器包括荧光检测器、紫外-可见光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。

五、应用CE在分析各种样品中有着广泛的应用，包括各种生物分子、有机和无机化合物、药物、食品、环境和化妆品样品。

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)。

色谱技术的最新发展色谱技术作为一种基础分析技术，在化学、生物和环境等领域有着广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，色谱技术也在不断地进行创新和发展，为各种领域的分析提供更为高效、灵敏、准确的方法。

一、毛细管电泳色谱技术的新进展毛细管电泳是一种在细直管道中利用电场对分离物的电荷进行分离的技术，是分子分离与分析的一种重要方法。

目前，毛细管电泳色谱技术已经成为分析生物分子的重要手段之一。

近年来，毛细管电泳色谱技术已经得到了一定的发展，在处理高增益的问题上有了极大的提升。

比如，灵敏的荧光检测器的引入，提供了更高的检测灵敏度和分子选择性，从而使得毛细管电泳色谱技术成为越来越适合生物领域的研究方法。

二、气相色谱质谱联用技术的新进展气相色谱质谱联用技术是通过将气相色谱和质谱联合使用，将两种技术的优点紧密结合在一起，以便实现高分辨率分离和分析化学分子。

最近，气相色谱质谱联用技术在分离和分析复杂物质方面得到了进一步的实践和发展。

利用气相色谱质谱联用技术，可以有效地分离和分析生物、化学和环境研究中的复杂混合物。

同时，由于气相色谱分离和分析具有高速分离和分析能力，因此在分析过程中不需要液相介质，也不易污染和重复分析。

三、液相色谱电喷雾质谱联用技术的新进展液相色谱电喷雾质谱联用技术是将高效液相色谱和电喷雾质谱联合使用，结合了二者的优点，使得它具有了很高的分离和分析能力。

近来，液相色谱电喷雾质谱联用技术得到了更为实际的研究和应用。

针对生物玻璃混合物和高分子化合物的分析，液相色谱电喷雾质谱联用技术已经成为现在最先进和最高效的分析方法之一。

四、离子色谱技术的新进展离子色谱是分析离子材料的一种特殊方法，在分析和检测离子性污染物等领域有广泛的应用。

在过去，离子色谱的使用限于离子物学科学的专家和学者使用，但现在它已经广泛应用于生物、环境和食品等领域。

近年来，离子色谱技术得到了很好的发展。

其新一代离子色谱仪器具有定量高、灵敏度高、速度快和准确性好等特点，从而提供了更广泛的应用前景。

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。

毛细管电色谱
什么是薄层毛细管电色谱
1、薄层毛细管电色谱是一种快速而有效的化学分析方法，它将分析物质分解成多
种成分，并将它们在一定时间内单独检测出来。

2、薄层毛细管电色谱是利用毛细管电色谱仪，将样品被涂覆于毛细管薄膜上，与
氯仿和乙腈混合物并可分离，然后穿过电压控制器，并用电压导电物质来进行分离，然后根据物质的电离性及极性，从而区分不同的物质来计算成分。

3、薄层毛细管电色谱主要分为三部分组成：碳极、流动相、检测器。

碳极和检测
器之间的区别是，检测器在模拟环境中，可分辨各种物质电离性，而碳极只对物质极性有反应。

4、流动相是由氯仿和乙腈两种溶剂混合制成的溶液，可以通过毛细管引入样品，
将物质吸附在毛细管上，充当载体，使物质随电流流动，进行检测分析。

5、薄层毛细管电色谱具有速度快，效率高，分辨能力强等特点，测定结果准确可靠，是现代化学分析中经常提到的分析方法之一。

它已在药物、食品、环境、土壤等领域得到广泛应用。

6、薄层毛细管电色谱操作过程中，应注意安全措施，并正确使用工具，小心操作
样品，以免混杂物质使测定结果受到影响。