(34)--10.1 毛细管电泳分析法-基本原理.pdf

掌握毛细管电泳基本原理

了解毛细管电泳仪的基本结构

熟悉毛细管电泳分离模式

基本概念

分离过程

基本关系式

基本概念

1.电泳

带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳。

1937年，Tiselius（瑞典）将蛋白质混合液放在两段缓冲

溶液之间，两端施加电压，第一次将人血清提取的蛋白

质混合液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白。

经典电泳分析，操作烦琐，分离效率低，定量困难，无法与

其他分析方法相比。

基本概念

1981年，Jorgenson和Luckas，用内径为75m石英毛细管进行电泳分析，柱

效高达40万/m，促进电泳技术发生了根本变革，迅速发展成为可与GC，

HPLC相媲美的崭新的分离分析技术——高效毛细管电泳。

基本概念

2.电渗流

在pH＞3的溶液中，毛细管内壁与溶液间出现双电层。管内壁带负电荷，

柱内溶液表面带正电荷。当液体两端施加电压时，就会发生整个液体相

对于毛细管内表面的定向迁移或流动，这种现象称为电渗现象。其中整

体移动着的液体称为电渗流（ElectroosmoticFlow，简称EOF）。

基本概念

3.淌度μ：

单位电场强度（E）下的平均电泳速度称为淌度（μ）。其大小与粒子

的净电荷、半径及介质黏度有关。

分离过程

电场作用下，毛细管柱中出现：电泳现象和电渗流现象。

带电粒子的迁移速率=电泳+电渗流，两种速度的矢量和。

阳离子：两种效应的方向一致；

中性粒子：无电泳现象，仅受电渗流影响；

阴离子：两种效应的方向相反。

分离过程

电渗流的速率约等于一般离子电泳速率的5～7倍；

各种离子在毛细管柱中的迁移速度和方向为：

v=v+v阳离子运动方向与电渗流一致；

+eeo

v=v-v阴离子运动方向与电渗流一致；

-eoe

v0=veo中性粒子运动方向与电渗流一致。

基本关系式

1.迁移速率：

=(+)=(+)

epep

2-1-1

μep：电泳淌度，μep：电渗淌度，单位：cm·V·s；

E：电场强度；U：电压；L：毛细管总长度。

基本关系式

2.迁移时间（保留时间）

⋅

===

⋅⋅

U—外加电压；L—毛细管总长度；

l—毛细管有效长度；μ=μep+μep

基本关系式

3.分离效率（塔板数）

在毛细管电泳中，没有涡流扩散，仅存在纵向扩散。

U—外加电压；L—毛细管总长度；l—毛细管有效长度

==

22D—组分扩散系数；μ=μ+μ

epep

从上式可以看出，提高外电路电压是增加分离效率的主要途径；扩散系数较小

的组分分离效率高，因此，生物大分子（扩散系数小）在毛细管电泳中分离效

率较高。

基本关系式

4.分离度

=0.177⋅Δ

影响分离度的主要因素:

工作电压U；有效