分离科学基础罗川南李慧芝.docx

·158·分离科学基础

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表7-2分子在电渗中的迁移速度

组分

合速度

正离子

VH=vE+vECF

中性分子

vH=E

负离子

VH=vE-VPOF

理论研究表明，管内的电渗为平头塞状流形，即流速在管截面方向上不变。图7-9(a)为毛细管电泳过程中，石英毛细管内液流的形状。电渗的流形使得样品展宽较小，因此可以获得比抛物线流形[图7-9(b)]更高的理论塔板数，使得分离效率提高。此外，由于毛细管电泳峰展宽较小，因此毛细管电泳样品峰形锐利，峰宽窄，往往使用峰高测定样品的含量。

(a)(b)

图7-9分离过程流形示意图

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影响，所以电渗流的值是缓冲溶液的pH

的函数，一般随pH的增大而增大，溶液为中性或碱性时，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、黏度、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。在某些情况下，电渗值很小，会产生电泳速度高于电渗速度的结果，因此在毛细管分析过程中，应当正确判断样品迁移的方向。

7.4.3应用

CE在分离分析上具有许多优势。例如，CE能在数分钟内分离出四五十个离子组分，而且不需要任何复杂的操作程序，如图7-10所示。毛细管电泳研究正在向多种前沿领域推广应用，其中DNA与RNA分析、复杂药物分析、环境分析、医学(特别是代谢组学与临床医学)研究、蛋白质组(多维)分离、糖组分析、手性分离、单细胞分析等工作进展很快。随着应用研究的推进，方法学本身又遇到了新问题，其中最突出的是如何针对各种组学研究的需要，发展高速或高通量的分离方法并对峰进行有效的鉴定。

第7章电泳分离法·159·

图7-10阳离子的CZE分离和间接紫外检测

毛细管内径75μm,长度60cm,电压+30kV,检测波长214nm,缓冲液15mmol·L-1乳酸，8mmol·L-14-甲基苯胺，5%甲醇，pH=4.25

1.K+;2.Ba2+;3.Sr2+;4.Na+;5.Ca2+;6.Mg2+;7.Mn2+;8.Cd2+;9.Li+;10.Co2+;11.Pb2+;12.Ni2+;13.Zn2+;14.La3+;15.Ce3+;16.Pr3+;17.Nd3+;18.Sm3+;19.Gd3+;20.Cu2+;21.Tb3+;22.Dy3+;23.Ho3+;24.Er3+;25.Tm3+;26.Yb3+;27.Lu3+

阵列毛细管电泳(CAE)具有巨大的高通量发展潜力。CAE曾经解决了人类基因组计划中高速DNA测序的瓶颈问题，并已成为当今DNA测序的主力方法，它还可能在蛋白质组学研究中发挥作用。随着蛋白质组学、糖组学等研究的兴起与推进，CAE的研究已进入发展的快车道，并与芯片技术结合，形成以微流控为特征的芯片式阵列毛细管电泳。该类方法有不同的设计形式、不同的集成程度、不同的联用技巧，富于变化。

第8章膜分离法

膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一种新的分离技术。膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又具有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子和仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，成为当今分离科学中最重要的手段之一。

8.1概述

8.1.1膜分离技术的发展简史

膜在自然界中，特别是生物体内广泛而恒久地存在，它与生命起源和生命活动密切相关，是一切生命活动的基础。膜过程在许多自然现象中发挥了重大的作用，在现代经济发展和人们的日常生活中也扮演着重要的角色。

但是人类对它的认识、利用和模拟，以及人工合成的历史过程却是极其漫长而曲折的。在生活和生产实践中，人们早已不自觉地接触和应用了膜过程。在我国汉代的《淮南子》中已有制豆腐的记载，后来人们又知道了制腐皮、薄粉等方法，这可以说是人类利用天然物制得食用“人工薄膜”的最早记载。在随后的漫长历史进程中，我国的膜技术没有得到应有的发展。1748年，诺莱(Nollet)看到水自发的扩散透过猪膀胱壁进入乙醇中而发现了渗