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毛细管电泳色谱仪分离系统

2019.12.26
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

毛细管电泳色谱仪是以毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,利用荷电粒子之间的淌度差异和分配系数差异进行分离,毛细管是分离的关键。

一、毛细管材质:

理想的毛细管必须是化学和电惰性,能透过紫外和可见光,有一定的韧性,富有弹性,易于弯曲,耐用而且便宜。

目前使用的材质有聚四氟乙烯、玻璃和石英等,其中石英最常用。熔融石英拉制的毛细管脆而易断,外涂聚酰亚胺后会变得很有弹性。

  1、聚四氟乙烯:可透紫外光,电渗很弱。但毛细管内径不均匀,对样品有吸附,热传导差等。

2、玻璃:电渗最强,但杂质含量较高。

3、石英:有天然和人造两类,基本成分是二氧化硅。

二、毛细管内径:

石英毛细管内径通常为2575μm,多采用50μm75μm,毛细管电泳色谱有时用内径更大的毛细管。

1、小内径毛细管优点:

1)电流小,焦耳热少,允许施加较高电压。

2)散热面积大,能加快散热,减小径向扩散,保持电渗流型为扁平型,提高柱效。

2、小内径毛细管缺点:

1)比表面积大,会增加溶质的吸附作用。

2)进样、检测和清洗困难。

3)检测下限比大内径毛细管高。

三、毛细管外径:

毛细管外径为350400μm

通常有两种规格,厚壁毛细管外径为375μm,薄壁毛细管外径为150μm

四、毛细管壁厚:

毛细管壁厚包括石英本身壁厚和聚酰亚胺涂层厚度(热导率很低)两部分。

石英本身壁厚为150375μm

聚酰亚胺涂层厚度为12μm

五、毛细管长度:

毛细管长度称为总长度。根据分离度要求可选用20100cm长度。

毛细管入口端至检测器窗口的距离称为有效长度。有效长度为80100cm

电场强度恒定时,理论塔板数与柱长成正比。但柱长不能无限增加,因为要使电场强度恒定,柱两端须增加电压。

电压恒定时,柱长增加,可减少焦耳热。但会降低电场强度,增加分析时间。

六、毛细管检测窗口:

毛细管的聚酰亚胺涂层不透明,检测窗口部位的聚酰亚胺必须剥离除去,剥离长度为23mm

常用剥离方法有硫酸腐蚀法、灼烧法和刀片刮除法。

七、毛细管温度控制:

毛细管中充入缓冲溶液,柱两端分别置于两个缓冲池中。电泳过程中,由于焦耳热效应会降低分离效率,环境温度的变化会导致分离重现性不好。因此,毛细管应置于温度可调的恒温环境中,控温方式有风冷控温和液冷控温。

1、风冷控温:

通过强制空气对流控制毛细管的分离温度。

2、液冷控温:

将毛细管置于恒温液体中控制毛细管的分离温度。

八、毛细管壁改性:

毛细管壁改性主要是为了消除吸附和控制电渗流,通常采用表面涂层和动态修饰。

1、毛细管壁表面涂层(管壁静态改性):

涂层方法有物理涂布法和化学涂层法。最常用的方法是采用双官能团的偶联剂,如各种有机硅烷,*个官能团(如甲氧基)与管壁上的游离羟基进行反应,使其与管壁进行共价结合,再用第二个官能团(如乙烯基)与涂渍物(如聚丙烯酰胺)进行反应,形成稳定的涂层。此外,还有纤维素、聚乙烯亚胺和聚醚组成的多层涂层、亲水性的绒毛涂层和联锁聚醚涂层等。

2、毛细管壁动态修饰(管壁动态改性):

动态修饰是改变缓冲溶液和加入添加剂。如阳离子表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵(TTAB),在管壁形成物理吸附层,使电渗流反向。添加剂还有聚胺、聚乙烯亚胺(PEI)和甲基纤维素等。甲基纤维素(MC)可形成一中性亲水性覆盖层。


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