Капиллярный электрофорез

  • 28 марта 2012 г.
  • 1716 Слова
5. Капиллярный электрофорез
Метод капиллярного электрофореза (КЭ) основан на разделении компонентов сложной смеси в кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля. Микрообъем анализируемого раствора вводят в капилляр, предварительно заполненный подходящим буфером – электролитом. После подачи к концам капилляра высокого напряжения (до 30 кВ), компоненты смеси начинаютдвигаться по капилляру с разной скоростью, зависящей в первую очередь от заряда и массы (точнее – величины ионного радиуса) и, соответственно, в разное время достигают зоны детектирования. Полученная последовательность пиков называется а электрофореграммой, – при этом или качественной (время пика, характеристикой вещества является параметр удерживания миграции), количественной высота площадь

пропорциональнаяконцентрации вещества. На рис. 37 показана схема установки для капиллярного электрофореза.

Рис. 37. Схема установки для капиллярного электрофореза

130

На заряженную частицу в простейшем случае действуют две противоположно направленные силы – электростатического притяжения и сопротивления движению частицы. В равновесных условиях действие этих сил уравновешивает друг . друга, и скоростьмиграции (16) частицы определяется выражением: µ = q .E/6πηr среды, r – радиус частицы Электрофоретическая µэф = vэф/Е. подвижность µэф определяется как (17) скорость движения частицы, деленная на напряженность электрического поля: где, vэф – скорость идеализированной сферической частицы. В При проведении разделения в капиллярах особенно важное значение приобретает электроосмотический поток (ЭОП), связанный сдвижением диффузной части двойного слоя, образующегося относительно заряженной поверхности внутренней стенки капилляра (рис. 38). где q – заряд иона, а E – напряженность электрического поля. η- вязкость

Рис. 38. Схема возникновения электроосмотического потока Как правило, заряд поверхности силанольных
131

определяется групп на

наличием поверхности

отрицательно

заряженных немодифицированных кварцевых капилляров или создается за счет дополнительной модификации поверхности. Результирующая подвижность частиц µ определяется суммой электрофоретической и электроосмотической подвижностей: µ = µ эф + µ эо. Это дает определенные преимущества при (18) анализе смесей

противоположено заряженных ионов, поскольку все определяемые компоненты будут двигаться в направлении детектора вследствие ЭОП.Однако скорость передвижения ионов с одинаковым направлением электрофоретической увеличиваться, а и электроосмотической – подвижностей уменьшаться. будет Для противоположенным

немодифицированного кварцевого капилляра в диффузной части двойного электирического слоя присутствует некоторая избыточная концентрация

катионов, в результате движения которых возникает ЭОП, направленный к катоду. Врезультате катионы будут перемещаться быстрее и детектироваться до ЭОП, а анионы медленнее и детектироваться после ЭОП, нейтральные молекулы движутся с ЭОП, как это показано на рис. 39.

а

б

Рис. 39. Движение заряженных частиц в немодифицированном кварцевом капилляре (а) и общий вид электофореграммы смеси частиц с различными зарядами (б)
132

Для повышения воспроизводимости КЭ в присутствии ЭОП,электроосмотический поток должен быть постоянным в течение всех проводимых определений, а сохранение постоянства ЭОП часто требует значительных усилий по подготовке до и после работы. В кварцевых капиллярах ЭОП уменьшается при увеличении концентрации электролита и добавлении органических растворителей и возрастает с увеличением рН, а также зависит от вязкости раствора в капилляре и температуры. Если же придобавлении катионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) к разделительному буферу на поверхности капилляра адсорбируется положительный заряд (рис. 40), то ЭОП меняет направление и переносит разделительный буфер в направлении анода.

Рис. 40. Изменение направления электроосмотического потока при модификации кварцевого капилляра катионными...
tracking img