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電泳淌度差異和分配系數(shù)差異進(jìn)行分離。CE基本概念包括電泳現(xiàn)象和電滲現(xiàn)象等。
一、電泳現(xiàn)象:
1、電泳:
電泳是指帶電粒子在電場的作用下,向著與其電性相反的電極方向移動(dòng)的現(xiàn)象。
2、電泳技術(shù):
電泳技術(shù)是指利用電泳現(xiàn)象對(duì)混合物進(jìn)行分離分析的技術(shù)。
3、電泳速度:
電泳速度是指帶電粒子在單位電場強(qiáng)度下泳動(dòng)的速度。
4、電泳淌度:
帶電粒子在電場中移動(dòng)的快慢用電泳淌度來表示,一般不用電泳速度表示。
電泳淌度是指帶電粒子在給定的溶液中,在單位電場強(qiáng)度下的電泳速度,又稱電泳遷移率或泳動(dòng)度。
電泳淌度有絕對(duì)電泳淌度、有效電泳淌度和表觀電泳淌度。
(1)絕對(duì)電泳淌度:
絕對(duì)電泳淌度是指在溶液無限稀釋時(shí),帶電粒子在單位電場強(qiáng)度下的平均電泳速度。它是該帶電粒子在一定溶液中的一個(gè)特征物理常數(shù)。
(2)有效電泳淌度:
CE不可能在無限稀釋而又沒有其它帶電粒子和酸度等條件下進(jìn)行電泳,有效電泳淌度是帶電粒子的實(shí)際電泳淌度。
(3)表觀電泳淌度:
在有電滲存在下,帶電粒子的實(shí)際電泳淌度稱為表觀電泳淌度或凈淌度,是有效電泳淌度和電滲淌度的矢量和。
二、電滲現(xiàn)象:
1、電滲:
電滲是指在電場作用下,毛細(xì)管中液體沿毛細(xì)管內(nèi)表面或或固相多孔物質(zhì)內(nèi)液體沿固體表面移動(dòng)的現(xiàn)象。
2、電滲流:
電滲現(xiàn)象中整體移動(dòng)著的液體稱為電滲流。
電滲流來源于外電場對(duì)毛細(xì)管內(nèi)表面和溶液之間雙電層的作用。擴(kuò)散層中的陽離子相對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng),攜帶著溶劑一起向負(fù)極移動(dòng),而形成電滲流。
電滲流在CE中起著極其重要的作用:
(1)電滲流具有象HPLC中泵一樣的作用,驅(qū)動(dòng)粒子前進(jìn),加上不同粒子電泳速度和方向的差異,完成陽離子、陰離子和中性粒子的分離。
(2)改變電滲流的大小和方向,可改變分離效率和選擇性。這是CE優(yōu)化分離的重要因素。
(3)電滲流的微小變化影響分離結(jié)果的重現(xiàn)性。
3、電滲流速度veo:
(1)電滲流大小:
電滲流大小用電滲流速度veo表示,其大小決定于電滲淌度μeo和電場強(qiáng)度E。即:
veo =μeoE =(εζ/η)E
veo可通過實(shí)驗(yàn)測定:
veo = Lef/teo
式中:Lef為毛細(xì)管有效長度,teo為電滲標(biāo)記物(中性物質(zhì))的遷移時(shí)間。
(2)電滲流方向:
電滲流方向取決于毛細(xì)管內(nèi)表面的電荷性質(zhì)。
石英毛細(xì)管內(nèi)表面帶負(fù)電荷,溶液表面帶正電荷,電滲流流向負(fù)極。但如果將毛細(xì)管內(nèi)表面改性和加電滲流反向劑,使管內(nèi)表面帶正電荷,則溶液表面帶負(fù)電荷,電滲流流向正極。
1)毛細(xì)管內(nèi)表面改性:在毛細(xì)管內(nèi)表面鍵合或涂漬一層陽離子表面活性劑。
2)加電滲流反向劑:在運(yùn)行緩沖液中加入大量陽離子表面活性劑,使毛細(xì)管內(nèi)表面帶正電荷,溶液表面帶負(fù)電荷,電滲流流向正極。
4、電滲淌度μeo:
μeo =εζ/η
電滲淌度又稱電滲遷移率,取決于毛細(xì)管內(nèi)表面的Zeta電位、電泳介質(zhì)的介電常數(shù)和電泳介質(zhì)粘度,與E無關(guān)。
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