毛细管电泳

1.基础理论

1.1 电层

电层是指两相之间的分离表面由相对固定和游离的两部分离子组成的。双电层是与表面异号的离子层，凡是浸没在液体中的界面都会产生双电层。在毛细管电泳中，无论是带电粒子的表面还是毛细管管壁的表面都有双电层。

1.2 Zeta 电势

电介质溶液中，任何带电粒子都可被看成是一个双电层系统的一部分，离子自身的电荷被异号的带电离子中和这些异号离子中有一些被不可逆的吸附到离子上，而另一些则游离在附近，并扩散到电介质中进行离子交换。“固定”离子有一个切平面，它和离得最近的离子之间的电势则被称之为离子的Zeta 电势。石英材质的毛细管是毛细管电泳中最常使用的毛细管，管子内表面在pH>3 情况下带负电，管子与溶液的界面上形成大小相等符号相反的电荷层，即为双电层。当管子内表面与溶液接触时，会形成紧贴内表面的和游离的两部分离子，其中第一部分又称之为Stern 层，第二层为扩散层。扩散层中游离离子的电荷密度随着和表面距离的增大而急剧减小。在Stern 层和扩散层起点的边界层之间的电势称之为管壁的Zeta 电势。典型值大体在0-100 mV 之间，Zeta 电势的值随距离增大按指数衰减，使其衰减一个指数单位所需的距离称之为双电层的厚度（δ）。熔硅表面的Zeta 电势与它表面上的电荷数及双电层厚度有关，而这些又受到离子的性质、缓冲溶液pH 值、缓冲溶液中阳离子和熔硅表面间的平衡等因素的影响。

1.3 淌度

带电粒子在直流电场作用下于一定介质（溶剂）中所发生的定向运动称为电泳。单位电场下的电泳速度称为淌度。在无限稀释溶液中（稀溶液数据外推）测得的淌度称为绝对淌度。电场中带电离子运动除了受到电场力的作用外，还会受到溶剂阻力的作用。一定时间后，两种力的作用就会达到平衡，此时离子作匀速运动，电泳进入稳态。实际溶液的活度不同，特别是酸碱度的不同，所以样品分子的离解度不同，电荷也将发生变化，这时的淌度可称为有效电泳淌度。一般来说，离子所带电荷越多、离解度越大、体积越小，电泳速度就越快。

电渗、电渗流和表观淌度电渗是推动样品迁移的另一种重要动力。所谓电渗是指毛细管中的溶剂因轴向直流电场作用而发生的定向流动。电渗是由定域电荷引起。定域电荷是指牢固结合在管壁上、在电场作用下不能迁移的离子或带电基团。在定域电荷吸引溶液中的反号离子并与其构成的双电层，致使溶剂在电场作用（以及碰撞作用）下整体定向移动而形成电渗流（毛细管中的电渗流为平头塞状）。毛细管区在电泳条件下，电渗流从阳极流向阴极。电渗流大小受到Zeta 电势、双电层厚度和介质粘度的影响，一般说来，Zeta 电势越大，双电层越薄，粘度越小，电渗流值越大。在毛细管电泳中，样品分子的迁移是有效电泳淌度和电渗流淌度的综合表现，这时的淌度称为表观淌度。在多数的水溶液中，石英（或玻璃）毛细管表面因硅羟基解离会产生负的定域电荷，产生指向负极的电渗流。在毛细管中电渗速度可比电泳速度大一个数量级，所以能实现样品组分同向泳动。正离子的运

动方向和电渗和电泳一致，因此它应最先流出。中性分子与电渗流同速，随电渗而行。负离子因其运动方向和电渗相反，在中性粒子之后流出。电渗流与pH 的关系十分密切。电渗受Zeta 电势的影响，Zeta 电势由毛细管壁表面的电荷决定，而电荷又受到缓冲溶液的pH 值影响，所以电渗流的值是缓冲溶液的pH 值的函数，一般随pH 值的增大而增大，到中性或碱性时，其值会变得很大。此外，任何影响管壁上解离的因素，如毛细管洗涤过程、电泳缓冲液组成、粘度、温度等都会影响或改变电渗流。电磁场以及许多能与毛细管表面作用的物质如表面活性剂、蛋白质等，都可以对电渗流产生很大影响。电渗在电泳分离中扮演着重要角色，是伴随电泳产生的一种电动现象。多数情况下，电渗流速度是电泳速度的5-7 倍。因此，在毛细管电泳（CE）中利用电渗流可将正、负离子和中性分子一起朝一个方向产生差速迁移，在一次CE操作中同时完成正、负离子的分离测定。由于电渗流的大小和方向可以影响CE分离的效率、选择性和分离度，所以成为优化分离条件的重要参数。电渗流的细小变化将严重影响CE 分离的重现性（迁移时间和峰面积）。所以，电渗流的控制是CE 中的一项重要任务。用来控制电渗流的方法主要有改变缓冲溶液的成分和浓度；改变缓冲溶液的pH 值；加入添加剂；毛细管内壁改性-物理或化学方法涂层及动态去活；外加径向电场；改变温度等。中性物质可以用作测定电渗的标记物。例如二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、β-萘酚、丙酮、甲醇和乙醇等，均可作为电渗标记物。

2分类

2.1分离模式

毛细管电泳根据分离模式不同可以归结出多种不同类型的毛细管电泳，见表1。毛细管电泳的多种分离模式，给样品分离提供了不同的选择机会，这对复杂样品的分离分析是非常重要的。

表1毛细管电泳类型

类型缩写说明

1单根毛细管毛细管区带电泳CZE 毛细管和电极槽灌有相同的缓冲液

毛细管等速电泳CITP 使用两种不同的CZE 缓冲液

毛细管等电聚焦CIEF 管内装pH 梯度介质，相当于pH 梯度CZE

胶束电动毛细管色谱 MEKC 在CZE 缓冲液中加入一种或多种胶束

微乳液毛细管电动色谱MEEKC 在CZE 缓冲液加入水包油乳液高分子离子交换

毛细管电动色谱PICEC 在CZE 缓冲液中加入可微观分相的高分子离子

开管毛细管电色谱OTCEC 使用固定相涂层毛细管，分正、反相于离子交换

亲和毛细管电泳ACE 在CZE 缓冲液或管内加入亲和作用试剂

非胶毛细管电泳NGCE 在CZE 缓冲液中加入高分子构成筛分网络

2单根填充管毛细管凝胶电泳CGE 管内填充凝胶介质，用CZE 缓冲液

聚丙烯酰胺毛细管凝胶电泳PA- CGE 管内填充聚丙烯酰胺凝胶

琼脂糖毛细管凝胶电泳Agar-CGE管内填充琼脂糖凝胶

填充毛细管电色谱PCCEC 毛细管内填充色谱填料，分正、反相于离子交换等

3阵列毛细管电泳CAE利用一根以上的毛细管进行CE 操作

4芯片式毛细管电泳CCE 利用刻制在载玻片上的毛细通道进行电泳

5 联用毛细管电泳/质谱CE/MS 常用电喷雾接口，需挥发性缓冲液

毛细管电泳/核磁共振CE/NMR 需采用停顿式扫描样品峰的测定方法

毛细管电泳/激光诱导荧光 CE/LIF 具单细胞、单分子分析潜力

2.2 操作方式

毛细管电泳仪

毛细管电泳可以按操作方式重新分为手动、半自动及全自动型毛细管电泳。

2.3. 分离通道形状

按分离通道形状分为圆形、扁形、方形毛细管电泳等。

2.4. 缓冲液的介质

根据配制缓冲液的介质的不同，可以把CE分为水相毛细管电泳和非水毛细管电泳（NACE）。NACE是以有机溶剂作介质的电泳缓冲液代替以水为介质的缓冲溶液，增加了疏水性物质的溶解度，特别适用于在水溶液中难溶而不能用CE分离的物质或在水溶液中性质相似难以分离的同系物，拓宽了CE的分析领域。

3特点

毛细管电泳通常使用内径为25-100 μm 的弹性（聚酰亚胺）涂层熔融石英管。标准毛细管的外径为375 μm，有些管的外径为160 μm。毛细管的特点是：容积小（一根100 cm×75 μm 管子的容积仅4.4 μL）；侧面/ 截面积比大，因而散热快、可承受高电场（100-1000 V/cm）；可使用自由溶液、凝胶等为支持介质；在溶液介质下能产生平面形状的电渗流。

由此，可使毛细管电泳具备如下优点：

（1）高效塔板数目在105-106 片/m 间，当采用CGE 时，塔板数目可达107 片/m 以上；（2）快速一般在十几分钟内完成分离；（3）微量进样所需的样品体积为nL 级；

（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）经济实验消耗不过几毫升缓冲溶液，维持费用很低；（6）自动CE是目前自动化程度较高的分离方法。

毛细管电泳的缺点是：

（1）由于进样量少，因而制备能力差；（2）由于毛细管直径小，使光路太短，用一些检测方法（如紫外吸收光谱法）时，灵敏度较低；（3）电渗会因样品组成而变化，进而影响分离重现性。

4仪器系统

毛细管电泳系统的基本结构包括进样系统、两个缓冲液槽、高压电源、检测器、控制系统和数据处理系统。

1－温度控制系统；2－高压电源；3－高压电极槽；4－毛细管；5－检测器；6－低压电极槽；7－铂丝电极；8－记录/数据处理

由于毛细管内径的限制，检测信号是CE系统最突出的问题。紫外可见法（UV）是CE常用

的检测方法，但是受到仪器、单波长等因素的限制。目前应用最广泛的是二极管阵列（PDA）检测器。常规的检测器还有灵敏度很高的激光光热（LIP）和荧光（FL）检测器。近些年，在实际应用中还产生了激光诱导荧光（LIF）、有良好选择性的安培（EC）、通用性很好的电导（CD）助以及可以获得结构信息的质谱（MS）等多种检测器。迄今为止，除了电感耦合等离子体（ICP）和红外（IR）技术没有和CE联用，其他的检测方法均和CE联用并且大部分实现商品化。使用CE时应该根据所分析物质的特点，选择相应分离模式和检测器，以扬长避短，得到最佳分析效果。

毛细管电泳仪的主要部件和其性能要求如下。（1）毛细管用弹性石英毛细管，内径50μm和75μm两种使用较多（毛细管电色谱有时用内径再大些的毛细管）。细内径分离效果好，且焦耳热小，允许施加较高电压，但若采用柱上检测因光程较短检测限比较粗内径管要差。毛细管长度称为总长度，根据分离度的要求，可选用20～100cm长度，进样端至检测器间的长度称为有效长度。毛细管常盘放在管架上控制在一定温度下操作，以控制焦耳热，操作缓冲液的黏度和电导度，对测定的重复性很重要。

（2）直流高压电源采用0～30kV（或相近）可调节直流电源，可供应约300μA电流，具有稳压和稳流两种方式可供选择。

（3）电极和电极槽两个电极槽里放入操作缓冲液，分别插入毛细管的进口端与出口端以及铂电极，铂电极接至直流高压电源，正负极可切换。多种型号的仪器将样品瓶同时用做电极槽。

（4）冲洗进样系统每次进样之前毛细管要用不同溶液冲洗，选用自动冲洗进样仪器较为方便。进样方法有压力（加压）进样、负压（减压）进样、虹吸进样和电动（电迁移）进样等。进样时通过控制压力或电压及时间来控制进样量。

（5）检测系统紫外-可见光分光检测、激光诱导荧光检测、电化学检测和质谱检测均可用作毛细管电泳的检测器。其中以紫外-可见光分光光度检测器应用最广，包括单波长、程序波长和二极管阵列检测器。将毛细管接近出口端的外层聚合物剥去约2mm一段，使石英管壁裸露，毛细管两侧各放置一个石英聚光球，使光源聚焦在毛细管上，透过毛细管到达光电池。对无光吸收（或荧光）的溶质的检测，还可采用间接测定法，即在操作缓冲液中加入对光有吸收（或荧光）的添加剂，在溶质到达检测窗口时出现反方向的峰。

（6）数据处理系统与一般色谱数据处理系统基本相同。

5分离因素

5.1缓冲液

缓冲试剂的选择主要由所需的pH决定，在相同的pH下，不同缓冲试剂的分离效果不尽相同，有的可能相差甚远。CE中常用的缓冲试剂有：磷酸盐、硼砂或硼酸、醋酸盐等。

缓冲盐的浓度直接影响到电泳介质的离子强度，从而影响Zeta 电势，而Zeta电势的变化又会影响到电渗流。缓冲液浓度升高，离子强度增加，双电层厚度减小，Zeta电势降低，电渗流减小，样品在毛细管中停留时间变长，有利于迁移时间短的组分的分离，分析效率提高。同时，随着电解液浓度的提高，电解液的电导将大大高于样品溶液的电导而使样品在毛细管

柱上产生堆积的效果，增强样品的富集现象，增加样品的容量，从而提高分析灵敏度。但是，电解液浓度太高，电流增大，由于热效应而使样品组分蜂形扩展，分离效果反而变差。此外，离子还可以通过与管壁作用以及影响溶液的粘度、介电常数等来影响电渗，离子强度过高或过低都对提高分离效率不利。

5.2pH值

缓冲体系pH的选择依样品的性质和分离效率而定，是决定分离成败的一大关键。不同样品需要不同的pH分离条件，控制缓冲体系的pH值，一般只能改变电渗流的大小。pH能影响样品的解离能力，样品在极性强的介质中离解度增大，电泳速度也随之增大，从而影响分离选择性和分离灵敏度。pH还会影响毛细管内壁硅醇基的质子化程度和溶质的化学稳定性，pH在4-10之间，硅醇基的解离

度随pH的升高而升高，电渗流也随之升高。因此，pH为分离条件优化时不可忽视的因素。

5.3分离电压

在CE中，分离电压也是控制电渗的一个重要参数。高电压是实现CE快速、高效的前提，电压升高，样品的迁移加大，分析时间缩短，但毛细管中焦耳热增大，基线稳定性降低，灵敏度降低；分离电压越低，分离效果越好，分析时间延长，峰形变宽，导致分离效率降低。因此，相对较高的分离电压会提高分离度和缩短分析时间，但电压过高又会使谱带变宽而降低分离效率。电解质浓度相同时，非水介质中的电流值和焦耳热均比水相介质中小得多，因而在非水介质中允许使用更高的分离电压。

5.4温度

温度影响分离重现性和分离效率，控制温度可以调控电渗流的大小。温度升高，缓冲液粘度降低，管壁硅轻基解离能力增强，电渗速度变大，分析时间减短，分析效率提高。但温度过高，会引起毛细管柱内径向温差增大，焦耳热效应增强，柱效降低，分离效率也会降低。5.5添加剂

在电解质溶液中加入添加剂，例如中性盐、两性离子、表面、活性剂以及有机溶剂等，会引起电渗流的显著变化。表面活性剂常用作电渗流的改性剂，通过改变浓度来控制电渗流的大小和方向，但当表面活性剂的浓度高于临界胶束浓度时，将形成胶束。加入有机溶剂会降低离子强度，Zeta电势增大，溶液粘度降低，改变管壁内表面电荷分布使电渗流降低。在电泳分析中，缓冲液一般用水配制，但用水一有机混合溶剂常常能有效改善分离度或分离选择性。

5.6进样

CE的常规进样方式有两种：流体力学和电迁移进样。电迁移进样是在电场作用下，依靠样品离子的电迁移和（或）电渗流将样品注入，故会产生电歧视现象，会降低分析的准确性和可靠性，但此法尤其适用于粘度大的缓冲液和CGE情况。流体力学进样是普适方法，可以通过虹吸、在进样端加压或检测器端抽空等方法来实现，但选择性差，样品及其背景同时被引入毛细管，对后续分离可能产生影响。通过进样时间也可以来改善分离效果，进样时间过短，峰面积太小，分析误差大。进样时间过大，样品超载，进样区带扩散，会引起峰之间的重叠，与提高分离电压一样，分离效果变差。

另外，毛细管电泳技术的高分离性能以及消耗试剂少等特点使其分析领域得到了广泛的应用，但是其常规分析的灵敏度不能适应痕量分析的要求，限制了它的应用和推广。样品前处理技术可以提高样品通量或将痕量分析物进行预富集，去除样品基质，将其与毛细管电泳技术联用不仅可以提高分析的灵敏度，同时也消除了大部分可能的基质干扰，是一种比较理想的富集分离检测技术。常用的有CE一流动注射联用技术、固相萃取-CE联用技术、固相微萃取-CE 联用技术、液相微萃取-CE联用技术、微透析-CE联用技术和膜萃取-CE联用技术。

6结合常数

生物体内，蛋白质是必不可少的生命物质，是药物的重要靶点之一。研究药物与蛋白质之间的相互作用，有助于了解药物在体内的运输和分布的情况，对于阐明药物的作用机制、药代动力学以及药物的毒性都有非常重要的意义。药物分子与蛋白质分子相互结合的主要部位是蛋白质上的碱性氨基酸残基，相互作用力主要有静电作用、氢键、疏水作用、范德华力和电荷转移作用，通常药物与蛋白之间的相互作用并不是一种作用力的单独作用，而是多种作用力的协同作用。这种相互作用的量化参数就是药物与蛋白的结合常数Ka。结合常数Ka 的测定方法现主要有：荧光光谱法，红外光谱法，毛细管电泳法，核磁共振法，以及电化学等方法。其中毛细管电泳法以其效率高，速度快等优点，已被较多采用。Scatchard 模型是现在公认的测定药物与蛋白结合参数的理论模型。

区带毛细管电泳法是利用蛋白质与药物的结合产物同游离的药物或蛋白的淌度差异来研究相互作用的。

7质谱联用

Olivares，Smith和Henion等分别在1987-1988年提出毛细管电泳-质谱联用（CE-MS）技术，在CE中，紫外检测器由于通过样品的光程较短导致灵敏度较低，特别对一些紫外吸收较弱的化合物的检测。近年由于大气压电离（API）、电喷雾电离（ESI）及新型质谱仪的快速扫描等新技术的出现，足以满足CE窄峰形的特点，使得CE-MS，CE-MS-MS均得到快速发展，并正在成为实验室的重要常规分析方法之一。

质谱检测器有如下特点：

1）与紫外，激光诱导荧光和电化学检测器相比，更是一种通用型检测器；

2）由于质谱的选择性和专一性，弥补了样品迁移时间变化的不足；

3）质谱检测的灵敏度优于紫外分光光度法；

4）质谱在检出峰的同时还能给出分子量和结构信息；

5）某些质谱技术可以给出多电荷离子，对分析大分子如糖，蛋白质等与CE联用更有利。CE的许多模式，如CZE，MEKC，CITP，CGE和ACE以及CEC等都能与质谱检测器成功地连接，其中应用较多的仍是CZE-MS。MEKC由于添加表面活性剂形成的胶束会抑制样品离子的信号，所以MEKC-MS使用较少。与CE相连的MS最常用的电离方式是ESI，可以直接把样品分子从液相转移到气相，而且可以测定分子量较大的样品。与CE相连的质谱仪主要有三元四极（QQQ）质谱仪，离子阱（TTT）质谱仪，傅立叶转换离子回旋加速器共振（FT-ICQ）质谱仪和飞行时间（TOF）质谱仪等，前两者较为常用。CE-MS常用的接口有无套管接口，

液体接合接口和同轴套管流体接口等三种，后两种接口均在毛细管流出部分引入补充流体，以维持一个稳定的电喷雾流。CE-MS所使用的缓冲液最好是易挥发、低浓度，可获得较好的离子流响应。与质谱相连的CE中常使用加入较高含量的有机溶剂（例如甲醇、乙睛）的缓冲液或者使用非水毛细管电泳，有利于离子喷雾过程，可以增进检测的灵敏度。天然植物药各组分之间以及药物与其代谢产物之间往往结构比较相似，用CE-MS无论对分离及鉴定都显示了优势。Henion等用同轴套管流体接口，全扫描质谱方式分离了8种合成的异哇琳生物碱，对威氏黄柏（Phenllodendron wilsonii）树皮中的8种组分进行了分离并鉴定了其中的6种。Unge等用同样接口将卢竹碱等巧种叫垛类生物碱和生物胺基线分离。此外，离子喷雾（Ionspray，ISP），大气压化学电离（APCI）等也被应用在CE－MS中。

8微全分析

1990年瑞士Ciba-Geigy公司的Manz和Widmer首次提出微全分析系统（Miniaturized total chemical analysis system，μ-TAS）的概念和设计，把微全分析系统的主要构型定位为一般厚度不超过5 mm，面积为数平方厘米至十几平方厘米的平板芯片（包括微阵列生物芯片和微流控分析芯片）。1994年始，美国橡树岭国家实验室Ramsey等在M anz的工作基础上发表了一系列论文，微流控分析芯片获得了重要发展。微流控分析系统是将常规CE的原理和技术与流动注射进样技术相结合，借助微机电加工技术的手段，在平方厘米级大小的芯片上刻蚀出矩形或梯形管道和具有其它功能的单元，通过不同的管道网路、反应器、检测单元等的设计和布局，实现样品的采集、预处理、反应、分离和检测，是一种多功能化的快速、高效、高灵敏度和低消耗的微型装置；是一个跨学科的新领域，其核心是将所有化学分析过程中的各种功能及步骤微型化，包括：泵、阀、流动通道、混合反应器、相分离和试样分离、检测器、电子控制及转换点等。

微流控分析系统可大大提高分析速度和极大地降低分析费用，微流控CE分析系统通常也被称为集成毛细管电泳（Integrated capillaryelectrophoresis，ICE）。微流控分析系统开创了分析科学历史的新篇章，使分析科学进入了一个微型化、集成化和自动化的崭新世界。

9应用

9.1综述

CE具有多种分离模式（多种分离介质和原理），故具有多种功能，因此其应用十分广泛，通常能配成溶液或悬浮溶液的样品（除挥发性和不溶物外）均能用CE进行分离和分析，小到无机离子，大到生物大分子和超分子，甚至整个细胞都可进行分离检测。它广泛应用于生命科学、医药科学、临床医学、分子生物学、法庭与侦破鉴定、化学、环境、海关、农学、生产过程监控、产品质检以及单细胞和单分子分析等领域。

目前，CE分析技术被药物分析工作者在药品检验领域迅速推广应用。药物分析大致可以分为两部分：一、原药的定量、原药中杂质的测定、药剂分析以及对它们稳定性的评价等以药品质量管理为目的的测定方法。这些方法要求有良好的选择性、适当的分析灵敏度和可靠的准确度等；二、对进入人体内的药物或代谢物的吸收、分布、代谢、排泄等体内动态的研究，即临床药物分析。这两部分的测定一般需要分离和检测手段相结合。

9.2药物制剂分析

药物制剂中成分复杂，除含有有效成分外，往往还含有一些有效成分的稳定剂或保护剂，一般几毫克的有效成分需要几十毫克的基体。CE法具有能排除高含量复杂基体干扰、检测痕量成分的能力，且样品只需经简单预处理即可分析其有效成分含量，现已广泛应用于片剂、注射剂、糖浆、滴耳液、乳膏剂及复方制剂等各种剂型中主药成分的定量测定。

9.3药物杂质检查

药物合成中带入的杂质和药物的降解产物通常与药物有相似的结构，而且一般含量很低。CE作为药物的杂质痕量组分分析方法，具有多组分、低含量和同时分离分析能力，故可以用毛细管电泳作为药物杂质的检测手段。CE也可以用于药物生产过程全方位控制与检测，以保证药物质量，提高工艺水平。己有文献报道用NACE法测定己烯雌酚片及其降解物；CE 法定量分析盐酸罗匹尼罗及其潜在杂质；CZE法分析伊班磷酸盐及其相关杂质；CZE和CITP 法检测高舍瑞林中缩氨酸和反离子物质的含量；CZE法定量检测半胱胺钠磷酸盐中的杂质。

9.4中药分析

中药品种繁多、药材产地各异、成分复杂，无论是药材还是成药的分析，都是一项非常艰难的任务。中药分析工作用现代化仪器设备和科技手段（如薄层色谱、HPLC等）虽取得巨大进展和成就，但往往只是对药材和成药成百上千个成分中的一个或几个成分的分析，实际只是一种象征性的代表式分析，与之起化学和药理效应的实际组合成分（起码是有效成分）相比，仍有相当大的距离。随着CE技术对中药材及其有效成分的鉴别与分析的快速发展，建立在此基础上的中成药和中药复方制剂中有效成分的定性、定量分析已有进展，且有希望解决长期困扰中药质量控制中的重大难题。近年，报道CE分析中药材已有18种、成药70种和有效成分120个以上。

毛细管电泳法已经日益广泛的应用到中药有效成分的分离和含量测定中，分离测定的成分包括生物碱、黄酮类、有机酸类、酚类、苷类、蒽醌类、香豆素类等。

9.5手性药物分析

手性药物的每个对映异构体在生物环境中表现出不同的药效作用，在药物吸收、分布、代谢、排泄等方面存在立体选择性差异。为了能准确地了解药效和安全用药，发展和建立简单、快速的手性药物对映体的奋力分析方法，并用于临床研究和医药质量控制，显得日益迫切。CE因其高效、快速、选择性强的特点而成为目前最有效的手性拆分方法。各种CE 分离模式皆可用于对映异构体分离，因此手性拆分成为CE应用最活跃、最独特的领域。其中，添加剂法只需向电泳缓冲液中加入合适的手性试剂，经过一定的分离条件优化即能实现手性分离。目前，主要的手性添加剂有环糊精类（CDs）、冠醚类、大环抗生素、蛋白质等。

9.6生物样本

生物体内药物及其代谢物的随时间与位置分布研究，即药物动力学分析，在临床医学中有重要意义。在非水溶剂中可降低被分析物与管壁的作用，降低由于吸附所引起的峰拓宽并

改善拖尾，同时可显著提高被分析物的回收率，降低用管壁面积较大的毛细管进行分析时被分析物的损失。近年来，用毛细管电泳法进行生物样本中的药物及其代谢产物的分析已成为研究热点。已有文献报导用CE法监测腺昔及其代谢物含量变化；用CE法测定人血浆中的优降糖、甲福明二甲双肌、苯乙双肌含量；用CE一化学发光法检测人尿中儿茶酚胺的含量；用CZE-安培法测定尿中的L-酪氨酸及其代谢物浓度；用CZE法测定人尿中两种巴比妥盐的浓度；HPCE法测定头抱克罗血浆浓度；CE法测定血浆中蛋氨酸的含量；用CE- 电导法检测血清中的丙戊酸含量。

CE分析速度快，有良好的时间分辨性，能为治疗机制与用药水平提供可靠的分析，将来一定会加深在此领域内的应用。

毛细管电泳的基本原理及应用

毛细管电泳的基本原理及应用 摘要：毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，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电泳分离分析方法。该技术可分析的成分小至有机离子、大至生物大分子如蛋白质、核酸等。可用于分析多种体液样本如血清或血浆、尿、脑脊液及唾液等，比HPLC 分析高效、快速、微量。 关键词：毛细管电泳原理分离模式应用 1概述 毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE，是一类以毛细管为分离通道，以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis，CZE)。但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出，他们使用了75mm的毛细管柱，用荧光检测器对多种组分实现了分离。1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳，开创了毛细管电泳的重要分支: 胶束电动毛细管色谱(MEKC)。1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。同年，Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来，将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中，又发展了电色谱，扩大了电泳的应用范围。 毛细管电泳和高效液相色谱（HPLC）一样，同是液相分离技术，因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充，但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说，毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳（C E）除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外，其仪器结构也比高效液相色谱（HPLC）简单。C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。 毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点，因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。

毛细管电泳分析方法在食品安全监控中的应用

毛细管电泳分析方法在食品安全监控中的应用（华东师大化学系叶建农） 食品安全是指食品中不应含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或因素，从而导致消费者急性或慢性毒害或感染疾病、或产生危及消费者及其后代健康的隐患。近年来，世界范围内食品安全方面的恶性和突发事件不断发生。据美国疾控中心研究报告估计，美国每年因食品中毒而死亡的人数约5000人左右。日本也先后发生出血性大肠埃希菌O157食品中毒事件，以及导致上万人中毒的雪印牛奶事件。目前我国食品安全形势不容乐观，食品中毒事件时有所闻。据不完全统计，我国每年实际发生的食物中毒例数在200万人次以上，其中有相当比例是由违禁食品添加剂引起，如2005年“苏丹红”事件，2006年“瘦肉精”事件，2008年“三聚氰氨”事件等。这类事件不仅严重危害人们身体健康，而且也对经济发展和国家形象产生及其负面的影响。客观而言，目前我国食品安全仍处于风险高发期和矛盾凸显期，有必要进行全方位的整治。其中的一个环节，就是要切实做好食品安全监控工作。 食品分析大致可分为两大类，即食品中营养成分分析，以及

食品中化学添加剂、化学污染物的分析。由此可见，食品安全监控的主要内容，本质上是指能够准确分析和严格控制食品中化学添加剂及化学污染物的种类和含量。其中食品添加剂属限用品。根据我国卫生部2008年新修订的“食品添加剂使用卫生标准”(GB2760-2007）规定，在一定前提下可合法使用的食品添加剂总数为1812种，共分为22大类。这一千多种食品添加剂虽然已经卫生部认可，但对其允许的添加范围及添加量却有严格的规定和限制。至于化学污染物则属违禁品，有时又叫禁用品，即在任何条件下均不得人为添加，如苏丹红、瘦肉精、孔雀石绿、三聚氰氨等。 从理论上讲，现有的化学分析方法都有可能在某种程度上应用于食品安全监控。如比色法、滴定法、水解法、蔡氏砷斑法、凯氏定氮法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、色谱－质谱联用法、毛细管电泳法等。 毛细管电泳（CapillaryElectrophoresis,CE）是近二十来发展最快的一种分离分析技术，具有分离效率高、所需样品量少、分析成本低等优点。毛细管电泳分析法是以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，根据样品中各组分之间迁移速度的差

外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品

毕业设计（论文）外文翻译 Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法 在无机元素中的应用

电化学检测法在毛细管电泳 和无机元素中的应用 摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。 关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。 目录： 1.简介--------------------------------------------------------------1 2.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------6 3.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------5 4.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1．简介 毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法（激光诱导荧光检测法），而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法，尽管目前开发的还相对较少。相对套色板离子法来说（其他和以前一般化的检测方法）他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难，而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到，或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。关于这一情况或许有两种解释。首先由于高性能流体套色板的广泛应用，我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法，许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上

(安全生产)毛细管电泳分析方法在食品安全监控中的应用

毛细管电泳分析方法在食品安全监控中的应用 （华东师大化学系叶建农） 食品安全是指食品中不应含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或因素，从而导致消费者急性或慢性毒害或感染疾病、或产生危及消费者及其后代健康的隐患。近年来，世界范围内食品安全方面的恶性和突发事件不断发生。据美国疾控中心研究报告估计，美国每年因食品中毒而死亡的人数约5000人左右。日本也先后发生出血性大肠埃希菌O157食品中毒事件，以及导致上万人中毒的雪印牛奶事件。目前我国食品安全形势不容乐观，食品中毒事件时有所闻。据不完全统计，我国每年实际发生的食物中毒例数在200万人次以上，其中有相当比例是由违禁食品添加剂引起，如2005年“苏丹红”事件，2006年“瘦肉精”事件，2008年“三聚氰氨”事件等。这类事件不仅严重危害人们身体健康，而且也对经济发展和国家形象产生及其负面的影响。客观而言，目前我国食品安全仍处于风险高发期和矛盾凸显期，有必要进行全方位的整治。其中的一个环节，就是要切实做好食品安全监控工作。 食品分析大致可分为两大类，即食品中营养成分分析，以及食品中化学添加剂、化学污染物的分析。由此可见，食品安全监控的主要内容，本质上是指能够准确分析和严格控制食品中化学添加剂及化学污染物的种类和含量。其中食品添加剂属限用品。根据我国卫生部2008年新修订的“食品添加剂使用卫生标准”

(GB2760-2007）规定，在一定前提下可合法使用的食品添加剂总数为1812种，共分为22大类。这一千多种食品添加剂虽然已经卫生部认可，但对其允许的添加范围及添加量却有严格的规定和限制。至于化学污染物则属违禁品，有时又叫禁用品，即在任何条件下均不得人为添加，如苏丹红、瘦肉精、孔雀石绿、三聚氰氨等。 从理论上讲，现有的化学分析方法都有可能在某种程度上应用于食品安全监控。如比色法、滴定法、水解法、蔡氏砷斑法、凯氏定氮法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、色谱－质谱联用法、毛细管电泳法等。 毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）是近二十来发展最快的一种分离分析技术，具有分离效率高、所需样品量少、分析成本低等优点。毛细管电泳分析法是以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，根据样品中各组分之间迁移速度的差异而实现分离的一种液相分离技术。由于食品组成的复杂性，检测前的各组分之间的分离是必不可少的。食品中各组分经毛细管分离后，即可选用合适的检测器进行检测，如紫外吸收检测（UV）、激光诱导荧光检测（LIF）、电化学检测（EC）等。 近年来，国内外化学工作者开展了大量的研究工作，探索和开发毛细管电泳分析方法在食品安全监控中的具体应用。众所周知，有机磷农药是目前使用量最大的杀虫剂，占全部农药用量的80％以上，广泛用于谷物、棉花、果树等农作物。有机磷农药

毛细管电泳分析法在药物分析中的应用

毛细管电泳分析法在药物分析中的应用 摘要 毛细管电泳技术又称为高效毛细管电泳。作为一种新的分离分析技术，以其高效，快速，低实验消耗等优点，受到了广泛重视，而其在药物分析中的应用得到迅速的发展。在原料分析中的中药材鉴别和质量控制，中药有效成分的分离与测定和中成药制剂。而在西药复方制剂中，广泛用于解热镇痛药、抗组胺药、消炎药和止咳药，降压药和抗生素、合成抗菌剂及生物技术产品等药物和制剂的分离，鉴定和分析及其对手性分子的拆分，基于手性主—客体络合的毛细管电泳手性拆分，基于手性胶束增溶的毛细管电泳手性拆分和基于蛋白质亲和的毛细管电泳手性拆分，还有临床用药中，都显示了其高效，快速的特点。毛细管电泳技术正广泛用于药物分析的各个相关的部分中，正越来越受到人们的重视。 Abstract Capillary electrophoresis technology called high performance capillary electrophoresis. As a new kind of separation and analysis technology, with its rapid, efficient, low consumption advantages of experiment was Received widely attention, and its application in pharmaceutical analysis is rapid development. The analysis of Chinese herbal medicine in raw material identification and quality control, the TCM separation and determination and proprietary Chinese medicine preparations. But in western medicine compound preparations, widely used in antipyretic analgesics, the antihistamine drugs, expectorant and cough, antihypertensives and antibiotics, synthetic antibacterial agent and biotechnology product such drugs and preparation of separation, appraisal and analysis and the opponent of chiral molecule split, based on chiral Lord - object complexation of capillary electrophoresis chiral resolution, based on chiral dissociation of increase soluble adopted capillary electrophoresis chiral separation and based on protein affinitive capillary electrophoresis chiral resolution, and clinical medicine, shows its high efficiency, fast characteristic. Capillary electrophoresis technology is widely used in pharmaceutical analysis of each relevant sections, are becoming more and more attention by people. 关键词：毛细管电泳技术药物分析应用 Keywords: Capillary electrophoresis drug analysis application 前言 毛细管电泳(CE) 又称为高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis，HPCE)，它以弹性石英毛细血管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分的淌度和分配行为上的差别进行分离和分析。[1] 一毛细管电泳分析的特点

毛细管电泳原理及其应用

毛细管电泳原理及其应用 学院：海洋港口学院班级：14制药工程学号：1423014113 姓名：蒋佳丽时间：2015年1月7日 前言 毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)是近十几年来迅速发展起来的一种分离技术，虽说在上世纪六七十年代就有人对毛细管内电渗流形式做了理论探索并也开始尝试毛细管电泳技术，但都因为受到检测器灵敏度限制、电 泳过程中产生的焦耳热无法有效散失等因素的制约，影响分离效果。八十年代初，外壁涂有聚二酞亚胺，内径小于100}m 的熔融石英毛细管的使用[1]及检测器灵敏度的提高大大推动了毛细管电泳技术的发展，由于CE具有普通电泳和色谱 的优点及具有高效、高灵敏度、快速、低运行成本、犬信息量和易于自动化等特点，近年来在生物化学、临床诊断、 法医刑侦学等领域应用广泛。 一、CE设备及原理 毛细管电泳是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，根据样品各组分之间的淌度及分配上的行为差异而实现分离目的的一类液相分离技术。其仪器装置一般由以下几部分组成(见图一)1.高压电源;2.毛细管;3.在线检测器;4.电极及电极液;5.加样系统。毛细管是由熔融石英加工制成的(内径20一100}m，长度为20一100cm )，外壁涂有一层聚二酞亚胺以增加其柔韧性，内壁通常直接和溶液接触，有时也可根据需要涂上一层高聚物。与平板凝胶电泳类似的， 毛细管内也可填充支持介质，如琼脂糖，聚丙烯酞胺及甲基纤维素等。 图一毛细管电泳仪装置示意图(Tagliaro, 1998)[1] 在线检测器位于距样品盘约三分之二至五分之四毛细管总长处，对毛细管壁内部进行光学聚焦(在此处的毛细管外 壁的保护层是被烧掉或刮去的，以利于光的通透)。在线检测器通常有紫外、荧光和激光等多种检测方式。对DNA的分析通常使用紫外检测，对200bp的DNA片段的最小检测浓度是O.5mg/L。但对于生物样品中在和许多其他成分共存的痕量物质测定时，或对特殊分析(如DNA序列测定)时就要使用激光诱导的荧光检测器(laser induced fluorescence, LIF)，使用LIF在非液相毛细管电泳中的检测灵敏度要比非激光诱导的荧光检测提高6倍[2]，比紫外检测高100倍。另外，加入染料EB还可改善分离度，能将碱基长度相同但序列不同的DNA片段分开[3]。 毛细管中充满具有一定离子强度的缓冲液后，在其两端加上高电压，带电粒子在电场作用下以不同速度向其所带电荷反方向迁移，当pH>3时，毛细管内壁的石英分子因玫Siq分子的解离，而在表面形成一层负电荷，吸引缓冲液中的正离子，形成一个双电层。在高电压作用下，双电层水合阳离子层引起整个溶液在毛细管中向负极方向移动，形成电 渗流。带电粒子在毛细管内的电解质溶液中的迁移速度等于电泳和电渗流二者的矢量和，因此阳离子首先从负极流出;中性离子的速度等于电渗流速度，随后流出;而由于电渗流速度大于电泳速度，因此阴离子最后流出。 内壁石英分子除能造成电渗流外，还会吸附溶质中带正电荷的分子，从而影响分离效果。为了避免分析物被管壁 吸附，可选用缓冲液的pH大于样品混合物中蛋白质和多肤的等电点，或者选用pH接近pH2.0，此时毛细管内壁无解离的负电荷，但在这种酸性环境下，蛋白质容易失活，一般仅用于多肤分析。有时也可对毛细管内壁进行涂层，如中性

仪器分析[第八章毛细管电泳分析法]山东大学期末考试知识点复习

第八章毛细管电泳分析法 1．毛细管电泳的主要特点 以毛细管为分离通道、以高压电场为驱动力的液相分离分析技术，具有高效分离、快速分析、微量进样和灵敏度高的特点，特别适合离子、大分子与生物化合物的分离分析。 2．毛细管电泳仪基本组成与结构流程 毛细管电泳仪主要由高压电源、缓冲液和进样系统、毛细管柱、检测．器及数据处理等五部分组成。 高压电源可对毛细管施加连续可调的0～50 kV直流电压，毛细管柱是电泳分离的核心部件，通常使用内径10～100μm，长12～120 cm的弹性熔融石英毛细管，两端分别浸泡在含有缓冲溶液的储液槽中，出口端装有检测器。紫外可见光谱检测是最普遍的检测方法，激光诱导荧光检测是所有检测方法中灵敏度最高的，最低检出限可达10-21mol。 3．毛细管电泳的进样方式 电迁移(电动)进样：在很短时间内，施加电压使样品通过电迁移进入毛细管。特点：易控制进样量(控制电压和时间)，存在歧视现象，即电泳淌度大的组分进样量大。 流体力学进样：进样端加压、出口端抽真空及两端形成高度差产生虹吸三种方式。特点：进样量不受样品基质的影响，不存在歧视现象，进样重复性差。 4．毛细管电泳分离的基本原理 在毛细管电泳分离中带电粒子的运动受到两种力的共同作用：电泳力和电渗力。 电解质的电泳迁移速率

单位电场强度下的平均电泳速度，即电泳迁移率(电泳淌度μ e )： E为电场强度；f为阻力系数；V为毛细管柱两端施加的电压；R s 是离子的有效半径；L为毛细管柱的长度。 在pH>3的水溶液中，石英或玻璃毛细管内壁表面上的硅醇基可电离而产生SiO一，使毛细管内壁带上负电荷，因此溶液中的一部分正离子，依靠静电作用而吸附于毛细管内壁上，形成一个双电层，此处的电动势称为界面电动势，也称ζ电位。在电场的作用下，固、液两相之间发生相对运动，管中溶液整体向阴极移动，形成电渗流。 电渗流的大小与ζ电位成正比，电渗迁移率 μ eo =εζ／(4πη) 式中，μ eo 为电渗迁移率；ε为介质的介电常数；η为介质的黏度。 电渗迁移速率为电泳流的若干倍，且受pH等条件的影响很大，在分离过程中很容易发生变化，因而必须加以控制，使其在一定范围内保持恒定。 电渗流(即溶剂流)的迁移速率为v eo ，则 v eo =μ eo E=ζE／(4πη) 毛细管中粒子的移动速度(v 1)等于其电泳迁移速度(v e )与电渗流速度(v eo )的 矢量和： v 1=v e +v eo 当把样品从阳极端注入毛细管时，各种离子将按下面的速度迁移到阴极： 正离子：v+=v e +v eo 中性离子：v=v eo 负离子：v一=v e 一v eo

毛细管电泳出现问题分析

无样品峰出现 A、检查电流是否稳定： ①没有电流。 可能原因——毛细管堵塞或断裂。解决方法——用水冲洗毛细管，并观察是否有水流出，若无水流出请拆下卡盒检查毛细管两端和窗口是否断裂；毛细管没有断裂的话可以用水反向高压冲洗以试图解决此问题。缓冲溶液需要过滤，将样品过滤或者离心去除其中的颗粒。 ②电流波动很大，直至几乎消失。 可能原因——缓冲溶液中有气泡产生或者区带中样品析出。解决方法——将缓冲溶液超声脱气，如果还有此现象发生，则可能是样品区带有析出，可以通过降低样品浓度/ 延长ramp time 来试图解决这一问题；对于在缓冲溶液中溶解度不高的样品则需要在缓冲溶液中加入添加剂以解决此问题。 ③电流初始值较小，后逐渐增大。可能原因——样品进样量过大。解决方法——减少进样量，通常进样参数设置在0.5psi,5sec 左右。 ④电流正常。 可能原因：a 样品浓度过低：使用高浓度样品测试，如果无法解决则有可能是以下其他原因。b 检测波长设置不正确：请确认被分析物的特征吸收，检查方法中的检测波长设置。c 分离 极性错误：对于蛋白样品，请注意蛋白在分离条件下其PI及所带

电荷；对于核酸样品，通常条件下会带负电荷。d样品在 毛细管内壁吸附：对于蛋白及核酸样品应尽量采用涂层毛细管分 离，或采用极端pH条件或动态涂层防止样品吸附。e光学检测器或光纤损坏：进行标准样品的测试，如果没有对应的结果出现，则有可能存在硬件问题，请联系工程师。 B、检查毛细管窗口，是否有透明窗口： 可能原因一一忘记开毛细管窗口或窗口位置不正。 解决方法一一重新开毛细管检测窗口，或将窗口调整到正确位置。 二、样品峰出现拖尾 可能原因一一样品在毛细管内壁吸附。 解决方法一一对于蛋白及核酸样品应尽量采用涂层毛细管分离，或 采用极端pH条件或动态涂层防止样品吸附。 三、样品峰形不对称 A、检查毛细管入口： 可能原因一一毛细管入口切口不平齐。 解决方法一一重新切割毛细管入口，注意毛细管切割方法，不可以 用力过猛或反复刮擦。

高效毛细管电泳分析法

高效毛细管电泳分析法 1.1 高效毛细管电泳概述 高效毛细管电泳(High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE)是20 世纪80年代发展起来的一种新型的液相分析技术，其分离原理可以追溯到1937 年Tiselius[1]所做的研究，Tiselius 制成了第一台电泳仪并进行了第一次自由溶液电泳。而现代毛细管电泳(Capillary Electrophoresis, CE)得以普及归因于1981 年Jorgenson 和Lukacs所取得的标志性成果[2]，之后电泳技术迅速发展。CE 是经典电泳技术和现代微柱技术的结合产物，它克服了高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)实验成本高、气相色谱(Gas Chromatography, GC)应用面窄、薄层色谱(Thin-Layer Chromatography, TLC)柱效低和重现性差的缺点。短短的几十年间已被广泛用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[3]。 1.1.1 高效毛细管电泳的基本原理 毛细管电泳是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类液相分离技术。毛细管电泳仪的基本结构包括一个高压电源，一根石英毛细管，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. 毛细管电泳的基本原理如下：毛细管电泳所用石英毛细管柱内存在两种电迁移现象：电泳现象和电渗现象。电泳现象是指带电粒子在电场作用下的迁移；在pH>3的情况下，毛细管柱内表面带负电，与溶液接触时形成双电层,在高电压作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动的现象叫做电渗现象[4]。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗两种速度的矢量和。正离子的运动方向和电渗流一致，故从负极最先流出；中性粒子的电泳速度为“零”，故以电渗流速度在正离子之后流出；负离子的运动方向与电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳流速度，故在中性粒子之后流出，因此各种粒子迁移速度不同而实现分离。 1.2 高效毛细管电泳在食品药品分析中的应用 食品和药品种类的多样性及其成分的复杂性对应用于其分析的方法提出了很高的要求。由于CE 具有多种不同的分离体系，可以满足许多复杂基质所含的复杂成分的分析要求，其分析的对象可以从饮用水到复杂的肉制品，分析的成分可以从简单的金属离子到蛋白质等大分子，而且CE 对被分析成分的提取、纯化及衍生等预处理没有严格的要求。因此，CE 在食品药品分析方面的应用日趋广泛。 食品和药品是由各种不同化学性质的分子组成的，在其分析中最常用的两种方法是HPLC 和GC。迄今为止HPLC 是食品药品分析中最适当的检测方法[11]，但是也会出现分离效能低的情况；HPLC 中分离度的改善不如在CE 中实施起来容易，而且操作成本也相对较高。另外，GC 不能直接用于测定难挥发不稳定的物质。而毛细管电泳的灵活性使其在食品药品分析中完全可以成为以上两者的有效补充，已用于许多食品和药品组分(成分、添加剂、残留物等)的检测。 1.2.1 成分分析 1.2.1.1 碳水化合物分析 碳水化合物分为单糖、低聚糖和多聚糖三类，是食品中的主要组分,对人体具有重要的功能性和生理性机能，因此对其分析具有极大的重要性。用于碳水化合物分析的CE 方法应用已有许多报道。CZE 和MEKC 方法均已应用于碳水化合物的分析中。通常采用间接紫外检测或柱前衍生方法解决大多数碳水化合物中不含发色团的问题。常用的衍生试剂有2-氨基吡

毛细管电泳中常用的检测方法.

毛细管电泳中常用的检测方法 毛细管电泳(C E 以其高效、快速的分离, 成为一种令人瞩目的分析手段。为了便于热量散失和进行柱上检$lJ , 采用了极小内径的毛细管(≤50 umi.d. , 这样允许进样量就很小(10 一9 g 。如此小的进样量要求有高灵敏的检测方法, 才能进行定性、定量分析。 紫外吸收法: 一般, 常用于C E 的检测器是市售的紫外和荧光检测器。当采用紫外一可见吸收法时, 石英毛细管壁的内涂层常常用有机溶剂溶解或灼烧而刮去, 使出现一个“小窗口” , 作为柱上检测的流通池。内径很小的毛细管使得流通池的长度也相应很小, 检测灵敏度相当有限, 尤其在生物样品分析中常常需要先行样品预富集然后再检测, 以提高灵敏度。在使用长方形徽面的毛细管进行电泳分离分析时,柱上检测的光学流通池长度明显增大, 使检测灵敏度提高7 1 5 倍。采用高能量的光源, 如氨灯、激光等, 可较大地提高检测灵敏度, 但费用较高, 又因可供选择使用的人射光波长范围较窄, 限制了它的应用。 荧光检测法: 荧光检测的灵敏度比紫外吸收法高几个数量级。对于有适当的激发荧光和发射荧光的供试品, 采用激光诱导荧光检测法和光电倍增管, 可使检测灵敏度大大提高, 而对于绝大多数无自然荧光的化合物, 则必须进行柱前或柱后衍生化, 才能进行荧光检测。 间接检测法: 对供试品进行衍生化的操作繁琐, 且易引入误差, 对于被测浓度极低的生物样品更是如此。于是, 间接检测法应运而生。间接检测就是在电泳缓冲液中加入具有检测响应的检测剂, 如发色团、荧光物质等, 作为本底响应,以产生基线信号。供试品进样后, 供试品离子与反电荷的检测剂离子形成离子对, 或置换了检测剂的同电荷离子, 分别产生正峰和负峰,使基线信号发生改变而被检测。在间接荧光法中, 被分析

毛细管电泳

1基础理论 双电层 ?Zeta 电势 ?淌度 ?2分类 ?3特点 ?4仪器系统 ?5分离因素 ?缓冲液 ?pH值 ?分离电压 ?温度 ?添加剂 ?进样 ?6结合常数 ?7质谱联用 ?8微全分析 ?9应用 ?综述 ?药物制剂分析 ?药物杂质检查 ?中药分析 ?手性药物分析 ?生物样本

一、基础理论 1.1 电层 电层是指两相之间的分离表面由相对固定和游离的两部分离子组成的。双电层是与表面异号的离子层，凡是浸没在液体中的界面都会产生双电层。在毛细管电泳中，无论是带电粒子的表面还是毛细管管壁的表面都有双电层。 1.2 Zeta 电势 电介质溶液中，任何带电粒子都可被看成是一个双电层系统的一部分，离子自身的电荷被异号的带 电离子中和这些异号离子中有一些被不可逆的吸附到离子上，而另一些则游离在附近，并扩散到电 介质中进行离子交换。“固定”离子有一个切平面，它和离得最近的离子之间的电势则被称之为离 子的Zeta 电势。石英材质的毛细管是毛细管电泳中最常使用的毛细管，管子内表面在pH>3 情况下 带负电，管子与溶液的界面上形成大小相等符号相反的电荷层，即为双电层。当管子内表面与溶液 接触时，会形成紧贴内表面的和游离的两部分离子，其中第一部分又称之为Stern 层，第二层为扩 散层。扩散层中游离离子的电荷密度随着和表面距离的增大而急剧减小。在Stern 层和扩散层起 点的边界层之间的电势称之为管壁的Zeta 电势。典型值大体在0-100 mV 之间，Zeta 电势的值随距 离增大按指数衰减，使其衰减一个指数单位所需的距离称之为双电层的厚度（δ）。熔硅表面的 Zeta 电势与它表面上的电荷数及双电层厚度有关，而这些又受到离子的性质、缓冲溶液pH 值、缓 冲溶液中阳离子和熔硅表面间的平衡等因素的影响。 1.3 淌度 带电粒子在直流电场作用下于一定介质（溶剂）中所发生的定向运动称为电泳。单位电场下的 电泳速度称为淌度。在无限稀释溶液中（稀溶液数据外推）测得的淌度称为绝对淌度。电场中带电离 子运动除了受到电场力的作用外，还会受到溶剂阻力的作用。一定时间后，两种力的作用就会达 到平衡，此时离子作匀速运动，电泳进入稳态。实际溶液的活度不同，特别是酸碱度的不同，所 以样品分子的离解度不同，电荷也将发生变化，这时的淌度可称为有效电泳淌度。一般来说，离 子所带电荷越多、离解度越大、体积越小，电泳速度就越快。 电渗、电渗流和表观淌度电渗是推动样品迁移的另一种重要动力。所谓电渗是指毛细管中的溶 剂因轴向直流电场作用而发生的定向流动。电渗是由定域电荷引起。定域电荷是指牢固结合在管壁 上、在电场作用下不能迁移的离子或带电基团。在定域电荷吸引溶液中的反号离子并与其构成的双 电层，致使溶剂在电场作用（以及碰撞作用）下整体定向移动而形成电渗流（毛细管中的电渗 流为平头塞状）。毛细管区在电泳条件下，电渗流从阳极流向阴极。电渗流大小受到Zeta 电势、 双电层厚度和介质粘度的影响，一般说来，Zeta 电势越大，双电层越薄，粘度越小，电渗流值越大。 在毛细管电泳中，样品分子的迁移是有效电泳淌度和电渗流淌度的综合表现，这时的淌度称为表 观淌度。在多数的水溶液中，石英（或玻璃）毛细管表面因硅羟基解离会产生负的定域电荷，产 生指向负极的电渗流。在毛细管中电渗速度可比电泳速度大一个数量级，所以能实现样品组分