高效毛细管电泳技术课件

毛细管电泳

组员：目录一、概述-毛细管和电泳技术毛细管柱是毛细管电泳（CE）的核心部件，目前多为25-75μm之间，材料为聚四氟乙烯、玻璃和弹性石英，以石英居多。电泳：在电解质溶液中，带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向与其所带电荷相反的电极迁移的现象。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。2023/3/31-+二、毛细管电泳原理和设备高效毛细管电泳简称毛细管电泳，指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一种液相分配技术。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，大大减小了温度效应；二是采用了高达数千伏的电压，又可进一步使柱径变小，柱长增加，柱效远高于高效液相色谱；二、高效毛细管电泳EOF2.1电渗现象当固体与液体接触时，固体表面带一种电荷，则因静电引力使其周围液体带有相反电荷，在液-固界面形成双电层，二者之间存在电位差。当液体两端施加电压时，就会发生液体相对于固体表面的移动，这种液体相对于固体表面的移动的现象叫电渗现象。2.3分离原理电场作用下，带电粒子在毛细管柱中出现：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，受电渗流影响，在正离子后流出；负离子：两种效应方向相反，在负极最后流出；（ν电渗流>ν电泳）2023/3/31毛细管电泳根据分离机理不同，具有多种分离模式：

毛细管区带电泳（CZE）毛细管胶束电动色谱（MECC）毛细管凝胶电泳（CGE）毛细管等电聚焦（CIEF）毛细管等速电泳（CITP）毛细管电色谱（CEC）2.4毛细管电泳的分离模式毛细管电泳2.4毛细管电泳的分离模式分离模式分离依据应用范围毛细管区带电泳(CZE)分析物在自由溶液中淌度生差异可离解或离子化的化合物、手性分子(氨基酸、蛋白质、多肤、糖、DNA、药物、环境污染物等)胶束电动毛细管色谱(MECC)分析物在自由溶液中淌度的差异及其在胶束、水相间分配系数的差异中性或强疏水性化合物、核酸、多环芳烃等毛细管电色谱(CEC)分析物在毛细管内填充的固定相与水相间分配行为的差异及其在自由溶液中淌度的差异与HPLC近似毛细管凝胶电泳(CGE)分析物的分子大小与荷质比差异蛋白质、DNA等生物大分子毛细管等速电泳(CITP)分析物在电场梯度下的分布差异(移动界面)与CZE近似，也可用于电泳分离的预浓缩毛细管等电聚焦(CIEF)分析物的等电点差异蛋白质、多肽2023/3/31基本装置包括一个高压支流电源、一根毛细管、一个检测器及两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液贮瓶。2.5高效毛细管电泳设备2023/3/31三、毛细管电泳的应用3.2DNA分析

DNA分析包括碱基、核苷、核苷酸、寡核苷酸、引物、探针、单链DNA、双链DNA分析。用CE测DNA序列的应用很多,如用短寡核苷酸引物库测DNA序列、高速DNA序列、毛细管阵列、毛细板阵列。3.3环境分析水源是人类生存最重要的环境资源，对水质的分析是CE最广泛的应用领域之一。CE的工作环境是水介质，这一特点为环境分析带来极大方便。目前，CE已经可以准确测量出水环境中的多种多环芳烃、多氯联苯等。农药残留分析是一项对复杂混合物中痕量组分的分析技术,它要求微量操作方法、灵敏度高、特异性强，而毛细管电泳正好满足这些要求。毛细管电泳对农药残留的检测基本上主要集中在除草剂范围，还可应用于水、土壤和农作物中的磷酸盐、有机磷和化学战的毒性化学品的检测。3.4食品检测食品添加剂是用于改善食品的品质、延长食品保存期、便于食品加工和增强食品营养成分的一类化学合成或天然物质。3.4食品检测

近年来，非法使用添加剂的现象比较多，包括苏丹红、瘦肉精、三聚氰胺等，CE同样可以应用这些物质的检测:(1)邓光辉用毛细管电泳安培检测法检出了辣椒粉样品中的苏丹红I号。(2)张辰凌等以20mmol/L乳酸溶液为背景电解质，用毛细管电泳-电容耦合非接触电导法检测了牛奶中的三聚氰胺的含量。(3)管月清等采用毛细管电泳-电化学检测法同时测定了肉制品中盐酸克伦特罗与沙丁胺醇的含量。四、毛细管电泳的特点1.高效

效率在105～106片/m间，毛细管凝胶电泳（CGE）效率可达107片/m以上；2.快速

几十秒至十几分钟完成分离；3.微量

进样所需的体积可小到1µl，消耗体积在1～50nl间；4.多模式

可根据需要选用不同的分离模式，且仅需一台仪器；5.样品对象广

从无机离子到整个细胞，具有“万能”分析功能或潜力；6.经济

实验消耗不过几毫升缓冲溶液；7.自动

CE是目前自动化程度最高的分离方法；8.洁净

通常使用水溶液，对人对环境无害；4.1毛细管电泳优点五、发展前景1.使用激光诱导突光检测器(LIF)、电化学检测器(EC)和质谱检测器(MS)等更加灵敏的检测器来代替紫外、二极管阵列检测器(PDA)等检测器，来提高CE的灵敏度。2.联用在线富集技术