毛細管電泳(high performance capillaryelectrophoresis,，HPCE)是近年來發(fā)展起來的一種分離,、分析技術(shù)，它是凝膠電泳技術(shù)的發(fā)展,，是液相色譜分析的補充,。該技術(shù)可分析的成分小至有機離子、大至生物大分子如蛋白質(zhì),、核酸等,。可用于分析多種體液樣本如血清或血漿,、尿,、腦脊液及唾液等，HPLC分析,、快速,、微量。
電泳遷移
不同分子所帶電荷性質(zhì),、多少不同,，形狀,、大小各異,。一定電解質(zhì)及PH的緩沖液或其它溶液內(nèi)，受電場作用，樣本中各組分按一定速度遷移,，從而形成電泳,。
電泳遷移速度(v)可用下式表示：
v=uE
其中E為電場強度(E=V/L，V為電壓,，L為毛細管總長度),。u為電泳淌度。
電滲遷移
電滲遷移指在電場作用下溶液相對于帶電管壁移動的現(xiàn)象,。特殊結(jié)構(gòu)的熔合硅毛細管管壁通常在水溶液中帶負電荷,，在電壓作用下溶液整體向負極移動，形成電滲流,。帶電微粒在毛細管內(nèi)實際移動的速度為電泳流和電滲流的矢量和,。
分離分析類型
根據(jù)其分離樣本的原理設(shè)計不同主要分為以下幾種類型：
①毛細管區(qū)帶電泳(capillary zoneelectrophoresis,，CZE);
?、诿毠艿人匐娪?capillarychromatography，CITP);
?、勖毠苣z速電動色譜(miceller electrokineticcapillary chromatography,，MECC);
④毛細管凝膠電泳(capillarygelelectrophoresis,，CGE);
?、菝毠艿入娋劢?capillary isoelectricfocusing ，CIEF),。
毛細管區(qū)帶電泳(CZE)為HPCE的基本操作模式,，一般采用磷酸鹽或硼酸鹽緩沖液，實驗條件包括緩沖液濃度,、pH值,、電壓、溫度,、改性劑(乙腈,、甲醇等)，用于對帶電物質(zhì)(藥物,、蛋白質(zhì),、肽類等)分離分析，對于中性物質(zhì)無法實現(xiàn)分離,。毛細管膠束電動色譜(MECC)為一種基于膠束增溶和電動遷移的新型液體色譜,，在緩沖液中加入離子型表面活性劑作為膠束劑，利用溶質(zhì)分子在水相和膠束相分配的差異進行分離,，拓寬了CZE的應用范圍,，適合于中性物質(zhì)的分離,，亦可區(qū)別手性化合物，可用于氨基酸,、肽類,、小分子物質(zhì)、手性物質(zhì),、藥物樣品及體液樣品的分析,。毛細管等速電泳(CITP)采用先導電解質(zhì)和后繼電解質(zhì)，構(gòu)成不連續(xù)緩沖體系,，基于溶質(zhì)的電泳淌度差異進行分離,，常用于離子型物質(zhì)(如有機酸)，并因適用較大內(nèi)徑的毛細管而可用于微制備,，但本法空間分辨率較差,。毛細管等電聚焦電泳(CIEF)用于具兼性離子的樣品(蛋白質(zhì)、肽類),，等電點僅差0.001可分離的物質(zhì),。毛細管凝膠電泳(CGE)依據(jù)大分子物質(zhì)的分子量大小進行分離，主要用于蛋白質(zhì),、核苷酸片段的分離,。此外，還有毛細管電色譜(CEC)及非水毛細管電泳(CNACE),，用于水溶性差的物質(zhì)和水中難進行反應的分析研究,。目前CZE和MECC用得較多，本文以這兩種方法為例來說明HPLC的原理,。
CZE的基本原理
HPLC選用的毛細管一般內(nèi)徑約為50μm(20～200μm),，外徑為375μm，有效長度為50cm(7～100cm),。毛細管兩端分別浸入兩分開的緩沖液中,，同時兩緩沖液中分別插入連有高壓電源的電極，該電壓使得分析樣品沿毛細管遷移,，當分離樣品通過檢測器時,，可對樣品進行分析處理。HPLC進樣一般采用電動力學進樣(低電壓)或流體力學進樣(壓力或抽吸)兩種方式,。在毛細管電泳系統(tǒng)中,，帶電溶質(zhì)在電場作用下發(fā)生定向遷移，其表觀遷移速度是溶質(zhì)遷移速度與溶液電滲流速度的矢量和,。所謂電滲是指在高電壓作用下,，雙電層中的水合陰離子引起流體整體地朝負極方向移動的現(xiàn)象;電泳是指在電解質(zhì)溶液中，帶電粒子在電場作用下,，以不同的速度向其所帶電荷相反方向遷移的現(xiàn)象,。溶質(zhì)的遷移速度由其所帶電荷數(shù)和分子量大小決定,，另外還受緩沖液的組成、性質(zhì),、pH值等多種因素影響。帶正電荷的組份沿毛細管壁形成有機雙層向負極移動,，帶負電荷的組分被分配至毛細管近中區(qū)域,，在電場作用下向正極移動。與此同時,，緩沖液的電滲流向負極移動,，其作用超過電泳，終導致帶正電荷,、中性電荷,、負電荷的組份依次通過檢測器。
MECC的基本原理
MECC是在CZE基礎(chǔ)上使用表面活性劑來充當膠束相,，以膠束增溶作為分配原理,，溶質(zhì)在水相、膠束相中的分配系數(shù)不同,，在電場作用下,，毛細管中溶液的電滲流和膠束的電泳，使膠束和水相有不同的遷移速度,，同時待分離物質(zhì)在水相和膠束相中被多次分配,，在電滲流和這種分配過程的雙重作用下得以分離。MECC是電泳技術(shù)與色譜法的結(jié)合,，適合同時分離分析中性和帶電的樣品分子,。
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