基于短毛细管的高速毛细管电泳系统的研究进展

第２Ｏ卷第９期　２００８年９月　化学研究与应用　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．２０，Ｎｏ．９　Ｓｅｐ．，２００８　文章编号：１００４—１６５６（２００８）０９—１０９５－Ｏ６　毛细管电泳在纳米粒子分离和性质表征　中的应用进展　冯　刚，肖尚友，夏之宁　（重庆大学化学化工学院，重庆４０００３０）　摘要ｉ毛细管电泳方法被成功用于分离性质不同的纳米粒子，并且可对纳米粒子的表面ｚｅｔａ电势、等电点及表　面电荷等表面性质进行表征。本文综述了毛细管电泳法在纳米粒子的分离分析以及其表面性质研究中的应　用进展。　关键词：毛细管电泳；纳米粒子；表面性质；综述　中图分类号：０６５７．８　文献标识码：Ａ　自Ｊｏｒｇｅｎｓｏｎ和Ｌｕｋａｃｓ　创立了现代毛细管　电泳方法（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ＣＥ）以来，ＣＥ　被广泛地应用于离子、小分子、高分子及生物组装　体等的分离分析　Ｊ。随着纳米技术的兴起与发　展，ＣＥ技术，特别是毛细管区带电泳（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ　Ｚｏｎｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ＣＺＥ）方法被成功用于分离纳　米材料。这些纳米粒子包括无机氧化物粒子、金　属纳米粒子和有机聚合物粒子等。　纳米粒子一般是指尺寸在１　ｎｍ～１００　ｎｍ之间　的粒子，它处于原子簇和宏观物体交界的过渡区　域。处于这一特定尺寸范围内的物质的粒径小，　比表面积大，其表面上无序排列的原子百分比数　远大于同组成的粒子，因此纳米粒子具有很高的　表面和界面活性，被广泛的用于催化和分离分析　等－４　Ｊ。纳米粒子的这些表面界面特性主要影响　粒子的表面化学反应活性、催化活性及其稳定性　等。因此对纳米粒子的制备和应用过程中的尺寸　及表面界面性质进行表征显得非常重要。　近来，有关ＣＥ分离表征纳米粒子的报道逐渐　增多。ＣＥ已经成为分离表征纳米粒子的一种重　要手段。ＣＥ方法可以将具有不同性质的粒子分　离开来，并可以对微粒的尺寸和表面性质进行表　征。可以构成在线检测方法以提供流动状态下的　粒子分析的信息。ＣＥ用于分离分析纳米粒子的　主要模式有ＣＺＥ、毛细管等电聚焦（Ｃａｐｉｌａｒｙ　Ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｏｃｕｓｉｎｇ，ＣＩＥＦ）和毛细管凝胶电泳　（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ　Ｇｅｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ＣＧＥ），其中应用最　多的是ＣＺＥ模式，等电聚焦方法也被用来分离纯　化粒子，测定其等电点等，仅见Ｓｏｎｇ　ｘ．等以ＣＧＥ　分离了ＣｄＴｅ量子点　Ｊ。本文对ｃＥ在纳米粒子的　分离分析的原理及应用进行了综述。　１　纳米粒子的分离分析　分散体系中纳米粒子的表面会吸附溶液中的　离子而形成双电层（即粒子表面具有ｚｅｔａ电势），　双电层的存在不仅对稳定纳米粒子有重要的作　用，还对粒子界面处电荷转移也有重要的影响　，　这也正是电泳方法对纳米粒子进行分离分析的　基础。　ＶａｎＯｒｍａｎ和Ｍｃｌｎｔｉｒｅ　最早观察到了ＣＺＥ对　不同尺寸的聚苯乙烯粒子的分离，他们认为这种　分离是基于聚苯乙烯粒子和管壁之间的相互作　用。但随后一些研究推翻了这种观点，认为分离　主要是基于粒子本身的性质－８．９Ｊ。ＣＥ用于分离分　析粒子主要是基于不同粒子之间电泳淌度的不　同，进一步的原因是粒子尺寸及表面的电荷密度　的不同。在分散体系中，粒子的ｚｅｔａ电势和其电　收稿日期：２００８－０２－２９；修回日期：２００８－０５－１２　基金项目：科技部国际合作项目（２００６ＤＦＡ４３５２０）；国家自然科学基金项目（２０７７５０９６）；重庆市自然科学基金项目（ＣＱ　ＣＳＴＣ　２００６ＢＢ７１８２）。　联系人简介：夏之宁（１９６１・），男，教授，博士生导师，主要从事分析化学和药物合成研究。Ｅｍａｉｌ：ｃｈｅｍ＿ｌａｂ．．．ｅｑｕ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃ１１

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。

2011-12-31 毛细管电泳技术及其在检测分析中的应用 分析化学

1 / 4 毛细管电泳技术及其在检测分析中的应用

摘要：毛细管电泳技术(CE)作为现今一种主要的分析技术，凭借其高效、灵敏、快速、设备简单、广泛适用性等特点，广泛应用于各个领域。本文简要概述了CE技术的原理及特点，并简述了它在环境分析、食品分析、药物分析、生物大分子分析等各个领域的应用。

关键词：毛细管电泳；分析；应用

1. 毛细管电泳技术简介

1.1 产生与发展

毛细管电泳技术（Capillary Electrophoresis,

CE）是一种在电泳技术的基础上发展的一种现代分离技术。电泳技术作为一种分离技术已有近百年历史，1937 年A.Tiselius首先提出：传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热。1967年，Hjerten最先提出了毛细管电泳的雏形，即在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳。但他并没有完全克服传统电泳的弊端。直至1981年Jorgenson和Lukacs提出在75μm内径毛细管柱内用高电压进行分离, 这时现代毛细管电泳技术真正产生。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。

毛细管电泳技术兼有高压电泳及高效液相色谱等优点，其突出特点是：

（1）所需样品量少、仪器简单、操作简便。

（2）分析速度快，分离效率高，分辨率高，灵敏度高。

（3）操作模式多，开发分析方法容易。

（4）实验成本低，消耗少。

（5）应用范围极广。

自1988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,

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]。