高效毛細(xì)管電泳色譜儀(CE)是以毛細(xì)管為分離通道,以電滲流為驅(qū)動(dòng)力,利用帶電粒子之間的淌度差異和分配系數(shù)差異進(jìn)行分離,是分析科學(xué)繼高效液相色譜儀之后的又一重大進(jìn)展,使分析科學(xué)從微升級(jí)進(jìn)入到了納升級(jí)水平,不僅使單細(xì)胞乃至單分子分析成為可能,也使蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子分析有了新的轉(zhuǎn)機(jī)。
電滲流是CE的主要驅(qū)動(dòng)力,來源于外電場對毛細(xì)管內(nèi)表面和溶液之間雙電層的作用。電滲流沿毛細(xì)管均勻分布,電滲流的徑向分布幾乎是均勻的,使整個(gè)液體象塞子一樣以均勻的速度向前運(yùn)動(dòng),呈平面流。電滲流速度除在管內(nèi)表面附近因摩擦力迅速減小到零以外,其余部分幾乎處處相等,引起的譜峰展寬很小。而HPLC流動(dòng)相的流形為拋物線形的層流,在管內(nèi)表面處的速度為零,管中心的速度是平均速度的兩倍,引起的譜峰展寬較大。這是CE能獲得比HPLC更高分離效率的主要原因。
一、毛細(xì)管內(nèi)表面的Zeta電位:
毛細(xì)管一般采用石英管,管內(nèi)表面為硅膠,當(dāng)內(nèi)充緩沖液pH>3時(shí),管內(nèi)表面的硅醇基(-SiOH)離解成硅醇基陰離子(-SiOˉ),使管內(nèi)表面帶負(fù)電荷,溶液表面帶正電荷,在管內(nèi)表面和溶液之間形成雙電層。根據(jù)Stern雙電層理論可將雙電層分為兩部分,即Stern層和擴(kuò)散層。
在雙電層中,由于吸附而緊貼在毛細(xì)管內(nèi)表面的陽離子組成的離子層稱為Stern層,可游離的陽離子組成的離子層稱為擴(kuò)散層。Stern層與擴(kuò)散層發(fā)生相對移動(dòng)的界面稱為滑動(dòng)面,滑動(dòng)面和毛細(xì)管內(nèi)表面的電位差稱為毛細(xì)管內(nèi)表面的Zeta電位(ζ-電位)。毛細(xì)管內(nèi)表面的Zeta電位正比于雙電層厚度和滑動(dòng)面的有效電荷密度,反比于電泳介質(zhì)的介電常數(shù)。
擴(kuò)散層中的陽離子相對于毛細(xì)管內(nèi)表面的負(fù)電荷形成一個(gè)圓筒形的陽離子鞘,在外電場作用下,溶液中溶劑化了的陽離子沿滑動(dòng)面作相對運(yùn)動(dòng),攜帶著溶劑一起向負(fù)極移動(dòng),而形成電滲流。電滲淌度取決于毛細(xì)管內(nèi)表面的Zeta電位、電泳介質(zhì)介的電常數(shù)和電泳介質(zhì)粘度。
二、膠體粒子的Zeta電位:
在膠體中,由于分散粒子表面帶電荷而吸引周圍的反離子,這些反離子在兩相界面呈擴(kuò)散狀態(tài)分布而形成雙電層。
在雙電層中,由于吸附而緊貼在分散粒子表面的反離子組成的離子層稱為Stern層。Stern層中的反離子和分散粒子緊緊地結(jié)合在一起,在電場作用下,與分散粒子作為一個(gè)整體移動(dòng)。Stern層相對于遠(yuǎn)離滑動(dòng)面的液體中某點(diǎn)的電位稱為Stern電位。
在雙電層中,可游離的反離子組成的離子層稱為擴(kuò)散層,游離離子的電荷密度隨著與分散粒子表面的距離的增大而急劇減小。擴(kuò)散層中的反離子不緊密的與分散粒子相互吸附,在電場作用下,向相反的電極方向移動(dòng)。Stern層與擴(kuò)散層發(fā)生相對移動(dòng)的界面稱為滑動(dòng)面,滑動(dòng)面和遠(yuǎn)離該界面的液體中某點(diǎn)的電位差稱為該點(diǎn)的Zeta電位(ζ-電位)。
Zeta電位是表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。
來源:http://www.fudizao.com