内蒙古大学：《分析化学》课程教学资源（PPT课件）第七章 色谱分析法 第九节 高效毛细管电泳

第七章 一、高效毛细管电泳 色谱分析法 基本原理 二、仪器装置 三、影响柱效的因素 第九节 及改进方法 高效毛细管电泳 四、主要特点和应用 下页 2024/9/13 帽动 越回

2024/9/13 第七章 色谱分析法 一、高效毛细管电泳 基本原理 二、仪器装置 三、影响柱效的因素 及改进方法 四、主要特点和应用 第九节 高效毛细管电泳

高效毛细管电泳仪器(1) 毛细首电冰仪 202479/13 上页下页了返回

2024/9/13 高效毛细管电泳仪器（1）

高效毛细管电泳仪器(2) 毛细营电泳仪 2024/9/13 上页 下页返回

2024/9/13 高效毛细管电泳仪器（2）

高效毛细管电泳仪器(3) 毛细首电永仪议 202479/13 上页 下页返回

2024/9/13 高效毛细管电泳仪器（3）

高效毛细管电泳基本原理 在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的 作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移 的现象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不 同，迁移速率不同可实现分离。 1.经典电泳分离法的不足 Detector Capillary 所用分离柱的柱径大，柱 较短，分离效率不高（远低于 HPLC),温度影响大。 高效毛细管电泳在技术上 采取了两项重要改进。 Electrode 2024/9/13 下页 返回

2024/9/13 一、高效毛细管电泳基本原理 在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的 作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移 的现象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不 同，迁移速率不同可实现分离。 1.经典电泳分离法的不足 所用分离柱的柱径大，柱 较短，分离效率不高（远低于 HPLC），温度影响大。 高效毛细管电泳在技术上 采取了两项重要改进

2. 高效毛细管电泳技术上的重要突破 高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了0.05mm内径的毛细管，； 二是采用了高达数千伏的电压。 毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小 了温度效应，使电场电压可以很高。 电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小， 柱长增加， 高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔 板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。 20249/13 页 返回

2024/9/13 2.高效毛细管电泳技术上的重要突破 高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了0.05mm内径的毛细管,； 二是采用了高达数千伏的电压。 • 毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小 了温度效应，使电场电压可以很高。 • 电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小， 柱长增加， • 高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔 板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万

3.电泳现象与电渗流现象 电泳现象： 带电离子在电场作用下的迁移，速度V电泳 电渗流现象：玻璃表面存在硅羟基，pH>3时，形成双电 层，在高电场的作用下引起柱中的溶液整体向负极移动，速 度V电渗流· 毛细营电泳中的 电渗流 电泳 √电渗流 ④甲⊕⊕甲⊙⊕④中⊕⊕田⊙⊙⊕⊕甲 8 + 99●●●●●●999●●9●●● 2024/9/13 下页 返回

2024/9/13 3.电泳现象与电渗流现象 电泳现象： 带电离子在电场作用下的迁移，速度ν电泳 电渗流现象：玻璃表面存在硅羟基, pH>3时, 形成双电 层，在高电场的作用下引起柱中的溶液整体向负极移动，速 度ν电渗流

V电桥 V电渗流 4.分离过程 aaaaaaaaaaasaaeea ”电场作用下， 田⊙⊕④甲甲⊕田甲田甲甲甲甲日田田 ←8 ⊕ 柱中出现：电泳 ● → 田①田田⊕田④田⊕⊕田®田④田田田 现象和电渗流现 ●⊙o●●e●e⊙●●e9●●●e 象。 ”带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流两种速度的矢量和。 ”正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出； 中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流出； 阴离子：两种效应的运动方向相反，V电渗流>V电泳时，阴 离子在负极最后流出，在这种情况下，不但可以按类分离，除中 性粒子外，同种类离子由于受到的电场力大小不一样也同时被 相互分离。 20249/13 上页 下页 返回

2024/9/13 4. 分离过程  电场作用下， 柱中出现：电泳 现象和电渗流现 象。  带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流两种速度的矢量和。  正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出；  中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流出；  阴离子：两种效应的运动方向相反，ν电渗流 >ν电泳时,阴 离子在负极最后流出,在这种情况下,不但可以按类分离,除中 性粒子外,同种类离子由于受到的电场力大小不一样也同时被 相互分离

5.分离类型 八种分离类型 (1) 毛细管区带电泳(CZE) 最普遍、最基本的一种分离 毛细营区粥电泳 模式。 (2) 毛细管凝胶电泳(CGE) 将聚丙烯酰胺在毛细管柱内交联生成凝胶。其具有 多孔性，类似分子筛的作用，试样分子按大小分离。能 够有效减小组分扩散，所得峰型尖锐，分离效率高。可 分离测定蛋白质、DNA等。 2024/9/13 下页 返回

2024/9/13 5.分离类型 八种分离类型 (1) 毛细管区带电泳（CZE） 最普遍、最基本的一种分离 模式。 (2) 毛细管凝胶电泳（CGE） 将聚丙烯酰胺在毛细管柱内交联生成凝胶。其具有 多孔性，类似分子筛的作用，试样分子按大小分离。能 够有效减小组分扩散，所得峰型尖锐，分离效率高。可 分离测定蛋白质、DNA等

(3) 毛细管胶束电动色谱(MECC) 在缓冲溶液中加入离子型表面活性剂，形成一疏水内核、外部 带负电的胶束。在电场力的作用下，胶束在柱中移动。由于电泳流 和电渗流的方向相反，且V电渗流〉V电泳，则带负电的胶束以较 慢的速度向负极方向移动，中性试样分子在胶束相和溶液（水相） 两相间分配，疏水性强的组分与胶束结合的较牢，流出时间长。可 用来分离中性物质，扩展了高效毛细管电泳的应用范围。 8 68o88o8888品88o8885o86888363g 高效毛细管区带电泳分离示意图 2008e8889988088899880899928 o&o⊙a0 高效毛细管电动胶束分离示意图 胺束电动 20249/13 下页 返回

2024/9/13 (3) 毛细管胶束电动色谱（MECC） 在缓冲溶液中加入离子型表面活性剂，形成一疏水内核、外部 带负电的胶束。在电场力的作用下，胶束在柱中移动。由于电泳流 和电渗流的方向相反，且ν电渗流 > ν电泳 ，则带负电的胶束以较 慢的速度向负极方向移动，中性试样分子在胶束相和溶液（水相） 两相间分配，疏水性强的组分与胶束结合的较牢，流出时间长。可 用来分离中性物质，扩展了高效毛细管电泳的应用范围