Прибор для капиллярного электрофореза
Что такое прибор для капиллярного электрофореза?
Прибор для капиллярного электрофореза лабораторный прибор, разделяющий компоненты с помощью гибкого кварцевого капилляра в качестве разделительного канала и постоянного электрического поля высокого напряжения в качестве движущей силы, а затем разделяющий компоненты в соответствии с разницей в скорости потока (скорость миграции на единицу напряженности электрического поля) и поведение распределения каждого компонента в образце.
Принцип работы прибора для капиллярного электрофореза
Когда электролит загружают и запускают в колонке для капиллярного электрофореза, создается электроосмотический поток из-за присутствия гидроксильных групп силикона в стенке трубки, и раствор внутри всей капиллярной колонки движется направленно под действием электроосмотического потока. . Принцип разделения основан на различии скоростей миграции ионов под действием электрического поля, что является основным отличием от общей хроматографической техники, а не на коэффициенте распределения компонентов в подвижной и неподвижной фазах.
История прибора для капиллярного электрофореза
| Хронология (год) | Разработка |
|---|---|
| 1967 | Впервые провел зональный электрофорез свободных растворов в капиллярах диаметром 3 мм. |
| 1974 | Разделение электрофорезом в капиллярах с внутренним диаметром 200~500 мкм. |
| 1981 | Для электрофореза использовали стеклянную капиллярную колонку с внутренним диаметром 75 мкм при напряжении 30 кВ. |
| 1984 | Введена мицеллярно-капиллярная электрокинетическая хроматография. |
| 1987 | Реализовано капиллярное изоэлектрофокусирование и капиллярный гель-электрофорез. |
| 1988 | Представлен CE в качестве первой микрожидкостной экстракции и введен лазер в детектор CE, что значительно улучшило чувствительность обнаружения. |
Базовая конструкция прибора для капиллярного электрофореза
Основными компонентами прибора для капиллярного электрофореза являются источник питания постоянного высокого напряжения, капиллярная трубка, электрод и электродная ванна, система подачи промывочного раствора, система детектирования и система обработки данных. Буферный раствор, аналогичный тому, что находится внутри капиллярной трубки, упакован в две буферные бутылки. Оба конца капиллярной трубки помещены в эти две буферные бутылки, и в них находится платина. электроды вставляются в каждую из двух буферных бутылок. Во время эксперимента раствор электролита Уровень жидкости в двух буферных бутылках должен быть одинаковым, а концы капиллярных трубок должны быть вставлены на одинаковую глубину ниже уровня жидкости, поскольку эффект сифона, вызванный разницей давлений между концами капиллярных трубок, приводит к течению раствора, что влияет на результаты анализа.
А. Капиллярная колонка
Оборудованная капиллярная колонка обычно представляет собой круглую трубку, которая должна быть химически и электрически инертной, светопроницаемой, гибкой и легко изгибаемой. Внутренний диаметр капиллярной колонки должен быть менее 140 микрон, что обеспечивает лучший отвод тепла. В настоящее время чаще всего используются капиллярные колонки с внутренним диаметром от 25 до 75 микрон.
Материал капиллярной колонки
а. Кварц
Кварц является наиболее распространенным материалом, используемым для изготовления капиллярных колонок. Основным компонентом кварца является диоксид кремния, который делится на природный кварц и искусственный кварц.
б. Стекло
Из всех материалов стекло обладает наибольшей электропроницаемостью. Однако стеклянный материал содержит примеси.
с. Политетрафторэтилен
Политетрафторэтилен обладает такими свойствами, как УФ-проницаемость и слабый электроосмос. Недостатки использования ПТФЭ заключаются в неравномерном внутреннем диаметре трубок, адсорбции на образце, плохой теплоотдаче и др.
Б. Детектор
Детекторы обычно представляют собой УФ- или лазерно-индуцированные флуоресцентные детекторы.
C. Источник питания высокого напряжения
Оснащен высоковольтным источником питания 0-30 кВ, 200-300 мА.
D. Технология отбора проб
а. Моторизованная инъекция, также известная как электромиграционная инъекция.
b. Пневматическая инъекция, также известная как инъекция с перепадом давления, подразумевает эффект сифона, достигаемый путем повышения давления на входе и снижения давления на выходе.
E. Буферная система CE
| буферная система СЕ | Диапазон |
|---|---|
| Натрий-фосфатная система | Широкий диапазон буферов |
| Система бората натрия | Высокий диапазон pH |
| Система Трис-HCI | Низкий диапазон pH |
| Система уксусная кислота-ацетат аммония | Общие системы КЭ/МС |
Рабочий процесс прибора для капиллярного электрофореза
а. Заполнили капиллярную колонку буферным раствором.
б. Впрыскивающий конец заменяется на кювета инъекции.
c. Переключитесь обратно на буферный пул.
d. Приложено высокое напряжение.
т. е. Разделение компонентов вследствие различий в потоке и распределении.
f. Детектор флуоресценции, вызванной ультрафиолетовым излучением или лазером.
g. Система записи и обработки данных.
х. Хроматограмма.
Применение прибора капиллярного электрофореза
Система капиллярного электрофореза
А. Медицинские и клинические исследования
Приложения капиллярный электрофорез в медицинские и клинические испытания включают патологическое обследование пациентов, диагностику заболеваний, анализ механизмов заболевания и анализ метаболитов in vivo. Объектами анализа являются лекарственные препараты, маркеры заболеваний, ионы в жидкостях или тканях организма и др.
Б. Лекарственные препараты и натуральные продукты
Анализ CE и обнаружение наркотиков или натуральных продуктов в основном включают синтетические препараты, белковые препараты и активные ингредиенты растений.
C. Продукты питания и сельскохозяйственная продукция
В связи с растущим вниманием к вопросам безопасности пищевых продуктов количество методов CE, используемых для тестирования безопасности пищевых продуктов и сельскохозяйственной продукции, увеличивается с каждым годом. Проверка безопасности пищевых продуктов в основном включает обнаружение пищевых добавок, определенных компонентов или вредных ингредиентов в пищевых продуктах. Тестирование сельскохозяйственной продукции включает в себя определение остатков пестицидов и тестирование активных ингредиентов сельскохозяйственной продукции.
D. Биомолекулы
КЭ имеет преимущество обнаружения биологических макромолекул, таких как белки, нуклеиновые кислоты и сахара. Он также широко используется для обнаружения малых биологических молекул или промежуточных продуктов метаболизма.
Е. Хиральный анализ
КЭ можно использовать для хирального расщепления, например, для энантиомерного разделения аминокислот или малых молекул, молекул лекарств, а также для сравнения и оценки агентов хирального расщепления.
F. Экологический мониторинг
Капиллярный электрофорез может использоваться для непосредственного отбора проб загрязненной воды без предварительной обработки, что позволяет быстро обнаруживать в воде антибиотики, гормоны или лекарства, а также ионы тяжелых металлов.
Использование прибора для капиллярного электрофореза
Капиллярный электрофорез
Капиллярный электрофорезный анализ требует высокого уровня техники инъекций, а операция инъекций заключается в следующем.
а. Чем меньше зона проникновения образца, тем лучше. Независимо от метода введения, глубина капиллярной трубки, вставленной в раствор образца, как правило, должна составлять менее 1–2% от общей длины капиллярной трубки. Это минимизирует проникновение раствора образца через капилляр и влияет на объем введения. Если объем раствора в пробирке составляет 5 мкл, объем введения должен составлять от 1 до 50 нл.
b. Время инъекции должно быть коротким. Обычно время инъекции составляет от 0.5 до 1 с, за это время количество образца, прилипшего к капилляру, незначительно по сравнению с объемом вдоха. Хотя время инъекции при капиллярном электрофорезе может достигать ±0.1 с, некоторое количество раствора неизбежно прилипнет к капилляру при его введении в пробирку с образцом, поэтому короткое время инъекции повлияет на воспроизводимость анализа.
c. Предварительная концентрация образца. Из-за ограничений по общему объему в капилляре, для образцов с очень низкой концентрацией капиллярный электрофорез не может увеличить объем образца для повышения чувствительности обнаружения, как это может сделать ВЭЖХ, но можно предпринять некоторые меры для ее повышения.
а) Когда проводимость буферного раствора образца значительно ниже, чем проводимость электрофорезного буфера более чем в 100 раз, добавление напряжения на обоих концах капилляра может создать более сильное электрическое поле перед и за зоной образца, что приводит к более быстрой миграции молекул в растворе образца. Когда эти молекулы достигают границы электрофорезного буфера, скорость миграции замедляется из-за ослабления электрического поля, в результате чего зона образца сужается, концентрация увеличивается, и достигается желаемый уровень концентрации.
б) Когда буферный раствор образца и буферный раствор электрода имеют одинаковую проводимость, а концентрация образца низкая и не подходит для дальнейшего разбавления, перед введением образца можно вдыхать некоторое количество воды, что также позволяет достичь цели концентрирования.
c) Независимо от используемого метода впрыскивания, описанный выше метод может привести к накоплению и концентрации образца. Однако из-за резкого падения потенциала в зоне накопления это приведет к повышению температуры в этой зоне.
d. Подачу образца следует начинать сразу после погружения капилляра в раствор образца. После завершения подачи капилляр следует быстро переместить в буфер для начала электрофореза. В противном случае возникнет капиллярное действие и сифонирование, что приведет к ошибкам и расширению спектральной полосы.
e. Электрод не должен соприкасаться с капиллярной трубкой. Уровень жидкости в резервуаре с образцом и в резервуаре с буферным раствором должен быть сбалансирован.
f. Поддерживайте систему в максимально постоянном состоянии, поскольку температура напрямую влияет на вязкость и, следовательно, на постоянное количество подаваемого образца.
g. Растворитель в исследуемом растворе должен быть взаимно растворим с буфером, при этом ионная сила первого должна быть ниже, чем у второго.
h. Предотвращать испарение и потерю растворов образцов и буферных растворов.
Как купить прибор для капиллярного электрофореза?
Если вы заинтересованы в нашем Прибор для капиллярного электрофореза или есть какие-либо вопросы, пожалуйста, напишите по электронной почте info@antiteck.com, мы ответим вам как можно скорее.