高效毛細管電泳儀的毛細管內徑很小,對進樣技術要求很高,進樣區(qū)帶寬度約是毛細管柱長的1%~2%,不能引入顯著的區(qū)帶擴張,以確保系統(tǒng)的高效;樣品量必須<100nL,否則易造成過載。進樣方式有電動進樣、壓力進樣和擴散進樣。
一、電動進樣(電遷移進樣):
毛細管洗凈后,用微量注射器注入緩沖液,然后將其兩端分別浸入兩個盛有緩沖液的儲瓶。電動進樣時,將含樣品溶液的儲瓶代替一端的緩沖液儲瓶,通過樣品溶液引入進樣電壓(為分離電壓的1/5~1/3),電路按一定時間周期接通,一般是幾秒鐘接通一次,使進入毛細管的樣品區(qū)帶變窄。然后斷電,將緩沖液儲瓶代替樣品溶液瓶,再通入高壓電,使電泳開始。為使電壓沿管線分布均勻,應使樣品溶液與緩沖液的電導率相近。
1、進樣質量:
當毛細管的進樣端浸入樣品溶液并加上電場E時,組分因電泳和電滲作用而進入毛細管內。在時間t內,進入毛細管的樣品質量Q為:
Q =πr2(vep + veo)Ct
= πr2(μep + μeo)ECt
= πr2(μep + μeo)VCt/L
式中:r為毛細管內徑,V為毛細管兩端的電壓,L為毛細管總長度,C為樣品濃度。
電動進樣的控制參數(shù)是電場強度E和進樣時間t。其中E通常為1~10kV/60cm;t通常為1~10s,有時可達60s或更大。
2、特點:
(1)優(yōu)點:
1)電動進樣對毛細管內的填充介質沒有限制,屬普適性進樣方法,可實現(xiàn)自動化操作。
2)進樣裝置簡單。
3)適用于荷電樣品進樣,特別適合粘度大的樣品。
4)電動進樣是毛細管凝膠電泳的唯一進樣方式。因為在凝膠狀態(tài)下,壓力進樣和擴散進樣都很困難。
5)可用于痕量富集。但樣品溶液的離子強度必須保持恒定,否則在該點的電壓會急劇變化。
(2)缺點:
電動進樣對離子組分存在偏向,淌度大的離子比淌度小的離子的進樣量大,淌度大且與電滲流方向相反的離子可能進不去,而降低分析的準確性和可靠性。
二、壓力進樣(氣動進樣):
壓力進樣要求毛細管內的填充介質具有流動性,當毛細管兩端置于不同的壓力環(huán)境中時,管內溶液流動,將樣品引入。
1、進樣動力:
進樣動力有進樣端加壓(正壓)、出口端抽真空(負壓)和虹吸(重力)。
(1)進樣端加壓:
采用壓縮空氣(鋼瓶氣)可實現(xiàn)正壓進樣,并可與毛細管清洗系統(tǒng)共用。多采用。
(2)出口端抽真空:
負壓進樣要求控制設計特別精密,否則容易因泄露等原因出現(xiàn)不重復進樣。
(3)虹吸:
調節(jié)進樣槽和出口槽之間的相對高度使之產生虹吸作用,將樣品引入。
2、進樣質量:
壓力進樣時,在時間t內,進入毛細管的樣品質量Q為:
Q =(ΔP×πr4Ct)/(8ηL)
式中:r為毛細管內徑,L為毛細管總長度,ΔP為管兩端的壓力差,C為樣品濃度,η為管內溶液粘度。
電動進樣的控制參數(shù)是管兩端的壓力差ΔP和進樣時間t。其中ΔP通常為0~3450Pa;t通常為1~5s,有時可達60s或更大。
利用重力進行虹吸進樣時,ΔP正比于毛細管進、出口液面的相對高度ΔH,進樣量也可由ΔH控制。
ΔP = ρgΔH
式中:ρ為緩沖液密度;g為重力加速度;ΔH通常為5~20cm,多取10cm,對應的t多為5~10s。
ΔH大,進樣快速,但毛細管上下移動幅度大,不利于精確控制,也不利于儀器的設計。
3、特點:
(1)優(yōu)點:
1)進樣量與組分的淌度無關,不存在電動進樣中的歧視效應。進樣量不受樣品基質的影響,應用廣泛。
2)若嚴控樣品粘度和溫度,則進入毛細管的樣品質量恒定。
(2)缺點:
壓力進樣選擇性差,樣品和背景同時被引入毛細管內,對后續(xù)分離可能產生影響。
三、擴散進樣:
利用濃度差擴散原理,當將毛細管浸入樣品溶液時,樣品分子因在毛細管管口界面存在濃度差而向管內擴散。
1、進樣質量:
擴散進樣時,在時間t內,進入毛細管的樣品質量Q為:
Q = 400CS(2Dt)1/2
式中:D為樣品分子的擴散系數(shù),C為樣品濃度。
擴散進樣動力是不可控制參數(shù),進樣量僅由擴散時間t控制,t通常為10~60s。
利用電動或壓力進樣系統(tǒng),取E = 0或ΔP = 0(如果允許),可實現(xiàn)擴散進樣。
2、特點:
(1)擴散進樣對毛細管內的填充介質沒有限制,屬普適性進樣方法。
(2)擴散進樣具有雙向性,在樣品分子進入毛細管的同時,區(qū)帶中的背景物質也向管外擴散,可得到畸變程度較小(與背景差別不大)的初始區(qū)帶,可抑制背景干擾,提高分辨率。擴散與遷移速度和方向無關,可抑制進樣偏向,提高定性和定量分析的可靠性。
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