毛细管区带电泳的条件选择

毛细管区带电泳的条件选择
毛细管区带电泳是CE 中最简单而应用面最广的一种基本分离方式。其条件选择与控制也是其他分离模式的基础。根据基本概念部分的讨论，需要考虑的因素有：缓冲液组成与pH 、电渗控制、电场强度、温度等。
a ．缓冲液
　　毛细管区带电泳使用均一的、具pH 缓冲能力的自由溶液为分离介质。这种介质称为电泳缓冲液（Runing buffer），简称缓冲液，它由缓冲试剂、pH 调节剂、溶剂和添加剂组成。缓冲试剂的选择主要由pH 决定，而pH 则由式（３）决定。
（3）

　　若样品的物化常数已知，可直接用（3）式计算出最佳pH ，使组分间μe差别最大，然后选出pka=pH 士1 、μe与样品接近且紫外吸收弱的缓冲试剂。如样品的解离常数等未知，可用磷酸缓冲试剂，测试pH2～13 的分离情况，选定pH 后再进一步选出更好的缓冲试剂。毛细管电泳中比较常用的缓冲试剂如下表所示。

　　在许多数情况下，仅由缓冲试剂和pH 调节剂组成的缓冲液就可达到分离要求。分离不很理想时可考虑更换缓冲试剂或pH 调节剂。州调节剂即对离子也影响分离效率毒性气体| 氧气检测| VOC检测仪| 烟气分析仪| 臭氧检测仪| 空气品质监测仪| 。
　　如果上述方法不能解决问题，应考虑加入添加剂。最简单的添加剂是无机电解质如NaCl、KCl等。较高浓度的电解质可以压缩区带，增加分离度。不过高浓度电解质容易导致过热，使分离效率反而下降。过热严重时，管内会出现气泡，分离不能进行。用两性有机电解质代替无机电解质可克服过热问题。在pH=pI时，两性电解质净电荷为零，不参与导电。实验证明，两性电解质是分离蛋白质的有效添加剂。
　　另一类添加剂是非电解质高分子，如纤维素、聚乙烯醇、多糖、Triton x-100 等等。这类添加剂影响样品的权均淌度。当添加剂具有手性中心时，可分离光学异构体。关于这类添加剂的选择，主要理论依据是“相似相溶”原理。选择和使用添加剂是改善分离的非常有效的方法但也是最难掌握的部分。
　　缓冲液一般用水配制，改用水-有机混合溶剂，常常能有效改善分离度或分离选择性，并使许多水难溶的样品得以用毛细管电泳分析。常用的有机溶剂主要是挥发性较小的极性有机物，如甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、甲酰胺等。
b ．电渗控制
　　控制电渗的目的在于提高分析速度和改善分离重现性。提高电渗加快分析速度并扩大与电渗反向迁移离子的分析窗口。石英毛细管的电渗pH 值在4～10 之间，随pH 增加而变大，在此范围内电泳，介质的缓冲容量要大，否则重现性差。pH 影响电渗但一般不能用其控制电渗。
　　控制电渗的简单办法是在缓冲液中加入添加剂。例如加入纤维素可增加缓冲液的粘度，使电渗减小或消失；加入二胺可对管壁进行动态涂布，改变管壁的电荷数量乃至符号，进而改变电渗的大小和方向；使用两性添加剂，在pH > pI时，可以增加电渗。
　　控制电渗的另一种办法是对管壁进行化学修饰，修饰的方法视目的与所用的修饰剂而定。控制电渗的物理方法是在管截面方向上施加可控电场。在pH < 6 时，改变电场的方向与强度，可以有效控制电渗的大小与方向。
c ．电场强度
　　增加电场强度是提高分析速度的有效途径。根据（10）式，高电场也增加电泳效率，不过根据式（11），电场强度对分离度的贡献有限：要使分离度增加1 倍，电压必须增加到4 倍。毛细管电泳仪的最高输出电压一般不超过30kV ，想通过增加电压来提高分离度存在仪器上的困难。增加电压还会使热效应迅速上升，导致电泳效率下降。
（10）

（11）

（1）


　　电压或电流的选择可按式（1），作I～V 曲线。曲线的特征是，随V 增加，I 在开始阶段呈线性上升，然后出现正偏差，最后正偏差迅速变大。应该选用线性范围内的最大电压或电流进行电泳。当然，若分离度已足够大，可选用线性以外的电压或电流，以缩短分离时间。
d ．温度
　　毛细管区带电泳的分离温度一般控制在20～35℃ 之间。温度影响分离度和紫外检测灵敏度。一般地，低温能增加峰高并降低检测基线的噪音和漂移；低温允许使用更高的分离电压，有利于提高分离度。但是，有些样品却需要高温才能获得分离。提高温度能降低许多有机缓冲体系的背景吸收，从而提高检测灵敏度。温度的选择依具体的样品和缓冲体系而定。