高效毛細(xì)管電泳儀 - 北京凱奧科技發(fā)展有限公司

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

2、點(diǎn)：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(duì)象廣，小到無機(jī)離子大至整個(gè)細(xì)胞，具有“萬能”分析功能或潛力。操作可高度自動(dòng)化；樣品與試劑消耗量小，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，無環(huán)境污染問題。,特點(diǎn),缺點(diǎn)制備能力低需要高靈敏度檢測方法在毛細(xì)管中填充非液體介質(zhì)如凝膠需要專門技術(shù)毛細(xì)管側(cè)面積相對(duì)大而容積小，管壁對(duì)樣品的作用容易被放大，不利于有吸附性的樣品如蛋白質(zhì)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(duì)電滲進(jìn)行定量的控制。,毛細(xì)管電泳儀工作示意圖,結(jié)構(gòu)組成,毛細(xì)管電泳儀主要由5部分組成：毛細(xì)管、進(jìn)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(diào)的直流電源，一般最高電壓可達(dá)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(qiáng)度程序控制系統(tǒng)；（4）電壓穩(wěn)定性：0.1%；（5）電源極性易轉(zhuǎn)換；（6）有良好的絕緣性能。,毛細(xì)管,

4、（1）材料：要求具有化學(xué)、電學(xué)惰性，紫外-可見光透光性，柔韌性，高強(qiáng)度，價(jià)廉。 普通玻璃毛細(xì)管：價(jià)格便宜，但電滲大，吸附作用大。 石英玻璃毛細(xì)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(xì)管：新材料，電滲小，但性能不太穩(wěn)定。（2）規(guī)格：內(nèi)徑20～200μm，外徑350～400μm；長度<=1m ；,毛細(xì)管電泳進(jìn)樣方式進(jìn)樣量：毛細(xì)管長度的1%-2%；納升級(jí)、非常小進(jìn)樣系統(tǒng)：手動(dòng)進(jìn)樣

5、系統(tǒng)和自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)。,進(jìn)樣方式一般有：電動(dòng)進(jìn)樣壓差進(jìn)樣擴(kuò)散進(jìn)樣,電動(dòng)進(jìn)樣,將毛細(xì)管的陽極直接與樣品接觸，短時(shí)間內(nèi)施加電壓，使樣品通過電遷移的方式進(jìn)入毛細(xì)管的陽極端。進(jìn)樣量：與溶質(zhì)濃度，加電壓的強(qiáng)度，電遷移時(shí)間，電遷移速度，電滲速度等因素有關(guān)。優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)樣準(zhǔn)確，容易控制重復(fù)性好。缺點(diǎn)：對(duì)濃度低的組分有歧視效應(yīng)。,壓差進(jìn)樣,(1)虹吸進(jìn)樣：進(jìn)樣時(shí)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(xì)管內(nèi)。進(jìn)樣：量與落差

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

7、向管內(nèi)擴(kuò)散。進(jìn)樣量：與擴(kuò)散系數(shù)，樣品濃度，進(jìn)樣時(shí)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(dǎo)熒光 10-18～10-20 電導(dǎo) 10-18～10-19,檢測器毛細(xì)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(duì)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(jì)算機(jī)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(jī)物一般在254nm波長處有吸收。 也可進(jìn)行全波長掃描。,(1)空氣制冷：在毛細(xì)管分析室內(nèi)輸入制冷空氣使毛細(xì)管迅速冷卻，達(dá)到制冷的目的。(2)液體制冷：在毛細(xì)管的夾層中輸入制冷液體達(dá)到制冷的目的。,熱效應(yīng)： 在高電場下毛細(xì)管中的電解質(zhì)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(yīng)。,制冷系統(tǒng),基本原理,在電解質(zhì)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(xì)管柱，在pH>3的情況下，其內(nèi)表面帶負(fù)電，和溶液接觸時(shí)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(fù)極方向遷移的現(xiàn)象叫電滲。電滲是毛細(xì)管中的溶劑因軸向直流電場的作用而發(fā)生的定向流動(dòng)。,各種粒子在毛細(xì)管內(nèi)電解質(zhì)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(yùn)動(dòng)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(fù)離子的運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)分離。,基本原理,CE分離原理示意圖,,,毛細(xì)管電泳的分離分析類型,用途,可用于分析有機(jī)化合物、無機(jī)離子、中性分子、藥物、手性化合物、蛋白質(zhì)和多肽、DNA及其碎片、糖及糖蛋白、細(xì)胞分離等?？蓱?yīng)用于分子生物學(xué)、基因組學(xué)、蛋

11、白質(zhì)組學(xué)、糖生物學(xué)、各種生物技術(shù)、生物化學(xué)、細(xì)胞學(xué)等生物或生命科學(xué)以及醫(yī)藥、食品、環(huán)境、公安偵破、農(nóng)業(yè)、化學(xué)和化工等不同領(lǐng)域。,陽離子分析,遷移方向和電滲流方向一致； 4.5min內(nèi)分離了24種金屬離子； 陽極進(jìn)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(shí)間長、效率低； 質(zhì)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(nèi)分離36種陰離子；陰極進(jìn)樣，陽極檢測；離子價(jià)態(tài)及存在形態(tài)分析；,藥物分析,檢測體液或細(xì)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(xì)管區(qū)帶電泳方式，在11min內(nèi)分離17種藥物；,手性化合物分析,氨基酸與蛋白質(zhì)分析,采用MEKC模式，在25分鐘內(nèi)分離了23種丹?；被?/p>