《仪器分析》课程教学讲义（PPT课件）第十一章 高效毛细管电泳分析 第1节概述

第十一章 一、概述 高效毛细管电泳 generalization 分析 二、经典电泳分析法 traditional electrophoresis High performance capillary electrophoresis,HPCE 、高效毛细管电泳分析 法 第一节 high performance 概述 capillary electrophoresis generalization 下一页 2024/9/28

2024/9/28 第十一章 高效毛细管电泳 分析 一、概述 generalization 二、经典电泳分析法 traditional electrophoresis 三、高效毛细管电泳分析 法 high performance capillary electrophoresis 第一节 概述 generalization High performance capillary electrophoresis,HPCE

概述 generalization 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。 1937年，Tise1ius(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲 溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血 清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和a、B、y球蛋白； 发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定； 第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪； 1948年，获诺贝尔化学奖； (动画) 2024/9/28 页下

2024/9/28 一、概述 generalization 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。 1937年，Tiselius(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲 溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血 清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白； 发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定； 第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪； 1948年，获诺贝尔化学奖； （动画）

经典电泳分析 traditional electrophoresis 利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方 法和技术叫电泳法或电泳技术。 按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳； 按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、 自由电泳； 传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无 法与其他分析相比。 1981年，Jorgenson和Luckas,用75m内径石英毛细管进 行电泳分析，柱效高达40万/m,促进电泳技术发生了根本变 革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分析技 术 —高效毛细管电泳。 2024/9/28

2024/9/28 二、经典电泳分析 traditional electrophoresis 利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方 法和技术叫电泳法或电泳技术。 按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳； 按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、 自由电泳； 传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无 法与其他分析相比。 1981年，Jorgenson和Luckas，用75m内径石英毛细管进 行电泳分析，柱效高达40万/m，促进电泳技术发生了根本变 革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分析技 术——高效毛细管电泳

三、高效毛细管电泳分析 high performance capillary electrophoresis 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。 2024/9/28

2024/9/28 三、高效毛细管电泳分析 high performance capillary electrophoresis 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

分离过程 电泳 V电流 电场作用下，毛细 中中中⊕中中⊕甲中①①⊙@⊕④® 8→ 管柱中出现：电泳现 ● 田⊕田①①田田①①©①①田田①①田 996e⊙e⊙9●e●●e●●e● 象和电渗流现象。 带电粒子的迁移速度=电泳+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。 (动画) 2024/9/28

2024/9/28 分离过程  电场作用下，毛细 管柱中出现：电泳现 象和电渗流现象。  带电粒子的迁移速度=电泳+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。 （动画）

高效毛细管电泳的特点 1.仪器简单、易自动化 电源、毛细管、检测器、溶液瓶 2.分析速度快、分离效率高 在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分 离了24种阳离子；分离柱效：105~107/m理论塔板数： 3.操作方便、消耗少 进样量极少，水介质中进行： 4.应用范围极广 有机物、无机物、生物、中性分子；生物大分子等； 分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等； 2024/9/28

2024/9/28 高效毛细管电泳的特点 1.仪器简单、易自动化 电源、毛细管、检测器、溶液瓶 2.分析速度快、分离效率高 在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分 离了24种阳离子；分离柱效：105～107/m理论塔板数； 3.操作方便、消耗少 进样量极少，水介质中进行； 4.应用范围极广 有机物、无机物、生物、中性分子；生物大分子等； 分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等；

内容选择 第一节概述 generalization 第二节 高效毛细管电泳的理论基础 basic theory of HPCE 第三节高效毛细管电泳仪器 high performance capillary electrophoresis apparatus 第四节高效毛细管电泳的分离模式 separate types of HPCE 第五节应用与进展 application and advances of HPCE 结束 2024/9/28

2024/9/28 内容选择 结束 第一节 概述 generalization 第二节 高效毛细管电泳的理论基础 basic theory of HPCE 第三节 高效毛细管电泳仪器 high performance capillary electrophoresis apparatus 第四节 高效毛细管电泳的分离模式 separate types of HPCE 第五节 应用与进展 application and advances of HPCE