高效毛細管電泳儀-北京凱奧科技發(fā)展有限公司

1、高效毛細管電泳,High performance capillary electrophoresis, HPCE,★毛細管電泳(capillary electrophoresis，CE）又稱高效毛細管電泳(HPCE)或毛細管電分析法（CESM）。 它是以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離分析技術。 ★毛細管電泳是凝膠電泳技術的發(fā)展，是高效液相色譜分析的補充。,簡介,特點,毛細管電泳突出的優(yōu)

2、點：高效（105TP/m-107TP/m）、快速（幾十秒至幾十分鐘）；分離模式多，選擇自由度大；分析對象廣，小到無機離子大至整個細胞，具有“萬能”分析功能或潛力。操作可高度自動化；樣品與試劑消耗量小，運轉費用低，無環(huán)境污染問題。,特點,缺點制備能力低需要高靈敏度檢測方法在毛細管中填充非液體介質如凝膠需要專門技術毛細管側面積相對大而容積小，管壁對樣品的作用容易被放大，不利于有吸附性的樣品如蛋白質的分析；電滲變化影響分離

3、重現(xiàn)性和分離模式的選用，必須對電滲進行定量的控制。,毛細管電泳儀工作示意圖,結構組成,毛細管電泳儀主要由5部分組成：毛細管、進樣系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。,高壓電源,（1）穩(wěn)定、連續(xù)可調的直流電源，一般最高電壓可達到30-50kV，最大電流為200-300mA ； （2）具有恒壓、恒流、恒功率輸出；（3）電場強度程序控制系統(tǒng)；（4）電壓穩(wěn)定性：0.1%；（5）電源極性易轉換；（6）有良好的絕緣性能。,毛細管,

4、（1）材料：要求具有化學、電學惰性，紫外-可見光透光性，柔韌性，高強度，價廉。 普通玻璃毛細管：價格便宜，但電滲大，吸附作用大。 石英玻璃毛細管：常用，外層涂聚酰亞胺。性能穩(wěn)定，電滲較大，但也有一定的吸附。 聚四氟乙烯毛細管：新材料，電滲小，但性能不太穩(wěn)定。（2）規(guī)格：內徑20～200μm，外徑350～400μm；長度<=1m ；,毛細管電泳進樣方式進樣量：毛細管長度的1%-2%；納升級、非常小進樣系統(tǒng)：手動進樣

5、系統(tǒng)和自動進樣系統(tǒng)。,進樣方式一般有：電動進樣壓差進樣擴散進樣,電動進樣,將毛細管的陽極直接與樣品接觸，短時間內施加電壓，使樣品通過電遷移的方式進入毛細管的陽極端。進樣量：與溶質濃度，加電壓的強度，電遷移時間，電遷移速度，電滲速度等因素有關。優(yōu)點：進樣準確，容易控制重復性好。缺點：對濃度低的組分有歧視效應。,壓差進樣,(1)虹吸進樣：進樣時將陽極槽抬高形成槽的落差，利用液體重力差將樣品吸入陽極端的毛細管內。進樣：量與落差

6、、樣品濃度、進樣時間成正比，與樣液粘度成反比優(yōu)點：操作簡便，重復性好。缺點：比較適于自由電泳，而不適于凝膠電泳。,(2)加壓進樣：,進樣時將陽極端密閉，施加一定的液壓把樣品吸入毛細管內。進樣量：與液壓強度、樣品濃度、進樣時間成正比，與樣液粘度成反比。,(3)真空進樣,利用兩端的氣壓差將樣品送入毛細管內。進樣量：與真空度、樣品濃度、進樣時間成正比，與粘度成反比。,擴散進樣,當將毛細管插入一樣品溶液時，樣品分子因管口界面存在濃度差而

7、向管內擴散。進樣量：與擴散系數(shù)，樣品濃度，進樣時間 成正比。,,類型 檢測限/mol 紫外-可見 10-13～10-15 熒光 10-15～10-17 激光誘導熒光 10-18～10-20 電導 10-18～10-19,檢測器毛細管電泳配置的檢測器與高效液相色譜使用的檢測器大致相同，都屬于超微

8、量分析，對檢測器的靈敏度要求比較高，要求：具有極高靈敏度，可柱端檢測；檢測器、數(shù)據(jù)采集與計算機數(shù)據(jù)處理一體化；,檢測器,紫外檢測器：氘燈（波長范圍190-400nm），有機物一般在254nm波長處有吸收。 也可進行全波長掃描。,(1)空氣制冷：在毛細管分析室內輸入制冷空氣使毛細管迅速冷卻，達到制冷的目的。(2)液體制冷：在毛細管的夾層中輸入制冷液體達到制冷的目的。,熱效應： 在高電場下毛細管中的電解質和電流發(fā)生劇烈的摩擦，產(chǎn)

9、生大量的熱，這種自熱現(xiàn)象，稱之為熱效應。,制冷系統(tǒng),基本原理,在電解質溶液中，帶電粒子在電場作用下以不同的速度定向遷移的現(xiàn)象叫電泳。CE所用的石英毛細管柱，在pH>3的情況下，其內表面帶負電，和溶液接觸時形成雙電層。在高電壓的作用下，雙電層中的水合陽離子引起流體整體向負極方向遷移的現(xiàn)象叫電滲。電滲是毛細管中的溶劑因軸向直流電場的作用而發(fā)生的定向流動。,各種粒子在毛細管內電解質中的遷移速度等于電泳和電滲流兩種速度的矢量和。正離子

10、的運動方向和電滲流一致，故最先流出；中性粒子的電泳速度為零，故其遷移速度等于電滲流速度；負離子的運動方向和電滲流方向相反，但因電滲流速度一般都大于電泳速度，故它將在中性粒子之后流出。各種粒子因遷移速度不同而實現(xiàn)分離。,基本原理,CE分離原理示意圖,,,毛細管電泳的分離分析類型,用途,可用于分析有機化合物、無機離子、中性分子、藥物、手性化合物、蛋白質和多肽、DNA及其碎片、糖及糖蛋白、細胞分離等?？蓱糜诜肿由飳W、基因組學、蛋

11、白質組學、糖生物學、各種生物技術、生物化學、細胞學等生物或生命科學以及醫(yī)藥、食品、環(huán)境、公安偵破、農(nóng)業(yè)、化學和化工等不同領域。,陽離子分析,遷移方向和電滲流方向一致； 4.5min內分離了24種金屬離子； 陽極進樣，陰極檢測； 具有很高的靈敏度；,陰離子分析,陰離子電泳方向和電滲流方向相反、速度接近，分析時間長、效率低； 質量小、電荷密度大的離子如：SO4-2、Cl-、F-等，電泳速率大于電滲流，陽極端流出

12、，在陰極端無法檢測； 加入電滲流改性劑，十六烷基三甲基溴化胺等，使電泳方向和電滲流方向一致，可在3.1min內分離36種陰離子；陰極進樣，陽極檢測；離子價態(tài)及存在形態(tài)分析；,藥物分析,檢測體液或細胞中某些代謝產(chǎn)物的分析； 尿液中的氨基酸含量作為臨床診斷糖尿病的輔助手段； 采用毛細管區(qū)帶電泳方式，在11min內分離17種藥物；,手性化合物分析,氨基酸與蛋白質分析,采用MEKC模式，在25分鐘內分離了23種丹?；被?/p>