Ki sa ki enstriman elektwoforèz kapilè?
Enstriman elektwoforèz kapilè se yon enstriman laboratwa ki separe konpozan yo lè l sèvi avèk yon kapilè kwatz fleksib kòm kanal separasyon ak yon gwo vòltaj DC jaden elektrik kòm fòs kondwi ak Lè sa a, separe konpozan yo dapre diferans ki genyen nan to koule a (pousantaj migrasyon pou chak inite fòs jaden elektrik) ak konpòtman distribisyon chak eleman nan echantiyon an.
Prensip k ap travay nan enstriman elektwoforèz kapilè
Lè elektwolit la chaje ak kouri nan yon kolòn elektwoforèz kapilè, koule elektwoosmotik pwodwi akòz prezans gwoup idwoksil silicone nan miray tib la, ak solisyon an andedan kolòn nan tout kapilè deplase nan yon fason direksyon kondwi pa koule nan elektwoosmotik. . Prensip separasyon an baze sou diferans ki genyen nan vitès iyon migrasyon an anba aksyon an nan jaden elektrik la, ki se diferans prensipal la nan teknik la kwomatografi jeneral, olye ke sou koyefisyan nan patisyon nan eleman yo nan faz yo mobil ak estasyonè.
Istwa enstriman elektwoforèz kapilè
| Timeline (Ane) | Devlopman |
|---|---|
| 1967 | Premye fè elektwoforèz zòn nan solisyon gratis nan kapilè 3mm dyamèt. |
| 1974 | Separasyon pa elektwoforèz nan 200 ~ 500μm kapilè dyamèt enteryè. |
| 1981 | Elektwoforèz te reyalize lè l sèvi avèk yon kolòn kapilè vè 75μm dyamèt enteryè ak yon vòltaj 30kV. |
| 1984 | Entwodwi micellar kapilè kwomatografi elektwokinetik. |
| 1987 | Reyalize kapilè izoelektrik konsantre ak elektwoforèz kapilè jèl. |
| 1988 | Entwodwi CE kòm premye ekstraksyon mikwo-likid la, ak prezante lazè nan detektè CE, ki amelyore anpil sansiblite deteksyon an. |
Konstriksyon debaz enstriman elektwoforèz kapilè
Konpozan prensipal enstriman elektwoforèz kapilè a se ekipman pou pouvwa vòltaj segondè DC, tib kapilè, elektwòd, ak beny elektwòd, sistèm alimantasyon rense, sistèm deteksyon, ak sistèm pwosesis done. Menm tanpon ki andedan tib kapilè a chaje nan de boutèy tanpon. De bout tib kapilè a mete nan de boutèy tanpon yo, ak platinum elektwòd yo mete nan chak nan de boutèy tanpon yo. Pandan eksperyans lan, solisyon elektwolit Yo ta dwe kenbe de boutèy tanpon yo nan menm nivo likid la epi yo ta dwe mete bout tib kapilè yo nan menm pwofondè anba nivo likid la paske efè sifonaj ki koze pa diferans presyon ant bout tib kapilè yo lakòz solisyon an koule, sa ki afekte rezilta analiz yo.
A. Kolòn kapilè
Kolòn kapilè ekipe a anjeneral nan kalite tib wonn, ki ta dwe chimikman ak elektrik inaktif, limyè-transmisif, fleksib, ak fasil pliye. Dyamèt enteryè kolòn kapilè a ta dwe mwens pase 140 mikron, sa ki fè li gen pi bon dissipation chalè. Kounye a, kolòn kapilè ak yon dyamèt enteryè ant 25 ak 75 mikron yo ekipe ki pi souvan.
Materyèl kolòn kapilè
a. Kwatz
Quartz se materyèl ki pi komen yo itilize pou fè kolòn kapilè. Eleman debaz kwatz la se diyoksid Silisyòm, ki divize an kwatz natirèl ak kwatz atifisyèl.
b. Vè
Nan tout materyèl, vè gen elektwo-pèmeyabilite ki pi fò. Sepandan, materyèl vè gen enpurte.
c. Politetrafluoroetilèn
Polytetrafluoroethylene gen pwopriyete tankou UV pèmeyabilite ak fèb elektwo-osmoz. Dezavantaj yo nan lè l sèvi avèk PTFE se ke tib yo pa gen yon inifòm dyamèt enteryè, adsorption nan echantiyon an, pòv transfè chalè, elatriye.
B. Detektè
Detektè yo anjeneral UV oswa lazè-induit detektè fluoresans.
C. Ekipman pouvwa vòltaj segondè
Ekipe ak 0-30 kV, 200-300 mA ekipman pou pouvwa vòltaj segondè.
D. Teknoloji echantiyonaj
a. Enjeksyon motorize, ke yo rele tou enjeksyon elektwomigrasyon.
b. Enjeksyon pneumatik, ke yo rele tou enjeksyon presyon diferansyèl, refere a aksyon sifonaj la lè yo mete presyon sou bò antre a epi depresyon sou bò sòti a.
E. Sistèm tampon CE
| Sistèm tanpon CE | Range |
|---|---|
| Sistèm fosfat sodyòm | Lajè ranje tanpon |
| Sistèm borat sodyòm | Ranje pH segondè |
| Sistèm Tris-HCI | Ranje pH ki ba |
| Acetic asid-amonyòm acetate sistèm | CE/MS sistèm komen |
Pwosesis k ap travay nan enstriman elektwoforèz kapilè
a. Ranpli solisyon tanpon an nan kolòn kapilè a.
b. Yo ranplase bout enjeksyon an ak kivèt piki.
c. Chanje tounen nan pisin tanpon an.
d. Vòltaj wo aplike.
e. Separasyon konpozan akòz diferans nan koule ak distribisyon.
f. Detektè fliyoresans pwovoke pa UV oswa lazè.
g. Sistèm anrejistreman ak tretman done yo.
h. Kromatogram.
Aplikasyon nan enstriman elektwoforèz kapilè
Sistèm elektwoforèz kapilè
A. Tès medikal ak klinik
Aplikasyon pou elektwoforèz kapilè nan tès medikal ak klinik gen ladan tès patolojik nan pasyan, dyagnostik maladi, analiz de mekanis maladi, ak analiz de metabolit nan vivo. Objè analiz yo se dwòg, makè ki gen rapò ak maladi, iyon nan likid kò oswa tisi, elatriye.
B. Medikaman ak pwodui natirèl
Analiz CE ak deteksyon dwòg oswa pwodwi natirèl sitou gen ladan dwòg sentetik, dwòg pwoteyin, ak engredyan aktif nan plant yo.
C. Manje ak pwodui agrikòl
Akòz atansyon a ogmante nan pwoblèm sekirite manje, kantite metòd CE yo itilize pou sekirite manje ak tès pwodwi agrikòl ogmante ane pa ane. Tès sekirite manje sitou gen ladan deteksyon aditif manje, sèten konpozan, oswa engredyan danjere nan manje. Tès pwodwi agrikòl gen ladan résidus pestisid ak tès engredyan aktif nan pwodwi agrikòl.
D. Biomolekil
CE gen avantaj nan detekte makromolekil byolojik tankou pwoteyin, asid nikleyik, ak sik. Li se tou lajman itilize pou deteksyon an nan molekil byolojik ti oswa entèmedyè metabolik.
E. Analiz kiral
CE ka itilize pou divize chiral, tankou separasyon enantiomère nan asid amine oswa ti molekil, molekil dwòg, ak konparezon ak evalyasyon ajan divize chiral.
F. Siveyans anviwònman an
Elektwoforèz kapilè ka itilize dirèkteman echantiyon dlo ki kontamine san pretreatman, kidonk rapidman detekte antibyotik, òmòn, oswa dwòg, ak iyon metal lou nan dlo.
Itilizasyon enstriman elektwoforèz kapilè
Machin elektwoforèz kapilè
Analiz elektwoforèz kapilè mande pou yon wo nivo nan teknik piki, ak operasyon an piki se jan sa a.
a. Plis bann zòn antre echantiyon an piti, se pi bon. Kèlkeswa metòd enjeksyon an, pwofondè tib kapilè ki mete nan solisyon echantiyon an ta dwe jeneralman mwens pase 1% a 2% nan longè total tib kapilè a. Sa minimize pèfòmans solisyon echantiyon an atravè adsorption kapilè nan tib kapilè a epi afekte volim enjeksyon an. Si solisyon ki nan tib echantiyon an se 5μL, volim enjeksyon an ta dwe 1 a 50nL.
b. Tan enjeksyon an ta dwe kout. Anjeneral, tan enjeksyon an se 0.5 a 1s, lè sa a kantite echantiyon ki kole nan kapilè a neglijab parapò ak volim respirasyon an. Malgre ke tan enjeksyon elektwoforèz kapilè a ka rive jiska ±0.1s, gen kèk solisyon ki pral inevitableman kole nan kapilè a lè yo mete l nan tib echantiyon an, kidonk yon tan enjeksyon kout pral afekte repwodiktibilite analiz la.
c. Pre-konsantrasyon echantiyon an. Anba limit volim total ki nan kapilè a, pou echantiyon ki gen konsantrasyon trè dilye, elektwoforèz kapilè a pa ka ogmante volim echantiyon an pou amelyore sansiblite deteksyon an jan HPLC kapab fè sa, men yo ka pran kèk mezi pou amelyore li.
a) Lè konduktivite tanpon echantiyon an pi ba anpil pase tanpon elektwoforèz la plis pase 100 fwa, adisyon vòltaj nan tou de bout kapilè a ka fòme yon pi gwo chan elektrik devan ak dèyè zòn echantiyon an, sa ki fè molekil ki nan solisyon echantiyon an migre pi vit. Lè molekil sa yo rive nan limit tanpon elektwoforèz la, vitès migrasyon an ralanti paske chan elektrik la febli, sa ki fè zòn echantiyon an vin pi etwat epi konsantrasyon an ogmante, epi objektif konsantrasyon an reyalize.
b) Lè tanpon echantiyon an ak tanpon elektwòd la gen menm konduktans lan, epi konsantrasyon echantiyon an dilye epi li pa apwopriye pou plis dilisyon, ou ka respire yon ti dlo anvan ou enjekte echantiyon an, sa ki kapab tou reyalize objektif konsantrasyon an.
c) Kèlkeswa metòd enjeksyon ki adopte a, metòd ki anwo a ka fè echantiyon an anpile epi konsantre. Sepandan, akòz gwo gout potansyèl nan zòn anpileman an, sa ap mennen nan yon ogmantasyon tanperati nan zòn sa a.
d. Operasyon alimantasyon echantiyon an ta dwe kòmanse touswit apre yo fin mete kapilè a nan solisyon echantiyon an. Apre yo fin fè pwosesis la, yo ta dwe deplase kapilè a byen vit nan tanpon an pou yo kòmanse elektwoforèz la. Sinon, aksyon kapilè ak sifonaj ap fèt, sa ki pral lakòz erè ak elajisman bann espektral la.
e. Elektwòd la pa dwe an kontak ak tib kapilè a. Nivo rezèvwa echantiyon an ak rezèvwa tanpon an dwe balanse.
f. Kenbe sistèm nan osi konstan ke posib. Paske tanperati a afekte viskozite a dirèkteman epi li afekte kantite konstan echantiyon an.
g. Solvan ki nan solisyon echantiyon an dwe mityèlman idrosolubl ak tanpon an, epi fòs iyonik premye a ta dwe pi ba pase dezyèm lan.
h. Anpeche evaporasyon ak pèt solisyon echantiyon yo ak tanpon yo.