高效毛細(xì)管電泳儀的毛細(xì)管內(nèi)徑很小,對進(jìn)樣技術(shù)要求很高,進(jìn)樣區(qū)帶寬度約是毛細(xì)管柱長的1%~2%,不能引入顯著的區(qū)帶擴(kuò)張,以確保系統(tǒng)的高效;樣品量必須<100nL,否則易造成過載。進(jìn)樣方式有電動進(jìn)樣、壓力進(jìn)樣和擴(kuò)散進(jìn)樣。
一、電動進(jìn)樣(電遷移進(jìn)樣):
毛細(xì)管洗凈后,用微量注射器注入緩沖液,然后將其兩端分別浸入兩個盛有緩沖液的儲瓶。電動進(jìn)樣時,將含樣品溶液的儲瓶代替一端的緩沖液儲瓶,通過樣品溶液引入進(jìn)樣電壓(為分離電壓的1/5~1/3),電路按一定時間周期接通,一般是幾秒鐘接通一次,使進(jìn)入毛細(xì)管的樣品區(qū)帶變窄。然后斷電,將緩沖液儲瓶代替樣品溶液瓶,再通入高壓電,使電泳開始。為使電壓沿管線分布均勻,應(yīng)使樣品溶液與緩沖液的電導(dǎo)率相近。
1、進(jìn)樣質(zhì)量:
當(dāng)毛細(xì)管的進(jìn)樣端浸入樣品溶液并加上電場E時,組分因電泳和電滲作用而進(jìn)入毛細(xì)管內(nèi)。在時間t內(nèi),進(jìn)入毛細(xì)管的樣品質(zhì)量Q為:
Q =πr2(vep + veo)Ct
= πr2(μep + μeo)ECt
= πr2(μep + μeo)VCt/L
式中:r為毛細(xì)管內(nèi)徑,V為毛細(xì)管兩端的電壓,L為毛細(xì)管總長度,C為樣品濃度。
電動進(jìn)樣的控制參數(shù)是電場強(qiáng)度E和進(jìn)樣時間t。其中E通常為1~10kV/60cm;t通常為1~10s,有時可達(dá)60s或更大。
2、特點:
(1)優(yōu)點:
1)電動進(jìn)樣對毛細(xì)管內(nèi)的填充介質(zhì)沒有限制,屬普適性進(jìn)樣方法,可實現(xiàn)自動化操作。
2)進(jìn)樣裝置簡單。
3)適用于荷電樣品進(jìn)樣,特別適合粘度大的樣品。
4)電動進(jìn)樣是毛細(xì)管凝膠電泳的唯一進(jìn)樣方式。因為在凝膠狀態(tài)下,壓力進(jìn)樣和擴(kuò)散進(jìn)樣都很困難。
5)可用于痕量富集。但樣品溶液的離子強(qiáng)度必須保持恒定,否則在該點的電壓會急劇變化。
(2)缺點:
電動進(jìn)樣對離子組分存在偏向,淌度大的離子比淌度小的離子的進(jìn)樣量大,淌度大且與電滲流方向相反的離子可能進(jìn)不去,而降低分析的準(zhǔn)確性和可靠性。
二、壓力進(jìn)樣(氣動進(jìn)樣):
壓力進(jìn)樣要求毛細(xì)管內(nèi)的填充介質(zhì)具有流動性,當(dāng)毛細(xì)管兩端置于不同的壓力環(huán)境中時,管內(nèi)溶液流動,將樣品引入。
1、進(jìn)樣動力:
進(jìn)樣動力有進(jìn)樣端加壓(正壓)、出口端抽真空(負(fù)壓)和虹吸(重力)。
(1)進(jìn)樣端加壓:
采用壓縮空氣(鋼瓶氣)可實現(xiàn)正壓進(jìn)樣,并可與毛細(xì)管清洗系統(tǒng)共用。多采用。
(2)出口端抽真空:
負(fù)壓進(jìn)樣要求控制設(shè)計特別精密,否則容易因泄露等原因出現(xiàn)不重復(fù)進(jìn)樣。
(3)虹吸:
調(diào)節(jié)進(jìn)樣槽和出口槽之間的相對高度使之產(chǎn)生虹吸作用,將樣品引入。
2、進(jìn)樣質(zhì)量:
壓力進(jìn)樣時,在時間t內(nèi),進(jìn)入毛細(xì)管的樣品質(zhì)量Q為:
Q =(ΔP×πr4Ct)/(8ηL)
式中:r為毛細(xì)管內(nèi)徑,L為毛細(xì)管總長度,ΔP為管兩端的壓力差,C為樣品濃度,η為管內(nèi)溶液粘度。
電動進(jìn)樣的控制參數(shù)是管兩端的壓力差ΔP和進(jìn)樣時間t。其中ΔP通常為0~3450Pa;t通常為1~5s,有時可達(dá)60s或更大。
利用重力進(jìn)行虹吸進(jìn)樣時,ΔP正比于毛細(xì)管進(jìn)、出口液面的相對高度ΔH,進(jìn)樣量也可由ΔH控制。
ΔP = ρgΔH
式中:ρ為緩沖液密度;g為重力加速度;ΔH通常為5~20cm,多取10cm,對應(yīng)的t多為5~10s。
ΔH大,進(jìn)樣快速,但毛細(xì)管上下移動幅度大,不利于精確控制,也不利于儀器的設(shè)計。
3、特點:
(1)優(yōu)點:
1)進(jìn)樣量與組分的淌度無關(guān),不存在電動進(jìn)樣中的歧視效應(yīng)。進(jìn)樣量不受樣品基質(zhì)的影響,應(yīng)用廣泛。
2)若嚴(yán)控樣品粘度和溫度,則進(jìn)入毛細(xì)管的樣品質(zhì)量恒定。
(2)缺點:
壓力進(jìn)樣選擇性差,樣品和背景同時被引入毛細(xì)管內(nèi),對后續(xù)分離可能產(chǎn)生影響。
三、擴(kuò)散進(jìn)樣:
利用濃度差擴(kuò)散原理,當(dāng)將毛細(xì)管浸入樣品溶液時,樣品分子因在毛細(xì)管管口界面存在濃度差而向管內(nèi)擴(kuò)散。
1、進(jìn)樣質(zhì)量:
擴(kuò)散進(jìn)樣時,在時間t內(nèi),進(jìn)入毛細(xì)管的樣品質(zhì)量Q為:
Q = 400CS(2Dt)1/2
式中:D為樣品分子的擴(kuò)散系數(shù),C為樣品濃度。
擴(kuò)散進(jìn)樣動力是不可控制參數(shù),進(jìn)樣量僅由擴(kuò)散時間t控制,t通常為10~60s。
利用電動或壓力進(jìn)樣系統(tǒng),取E = 0或ΔP = 0(如果允許),可實現(xiàn)擴(kuò)散進(jìn)樣。
2、特點:
(1)擴(kuò)散進(jìn)樣對毛細(xì)管內(nèi)的填充介質(zhì)沒有限制,屬普適性進(jìn)樣方法。
(2)擴(kuò)散進(jìn)樣具有雙向性,在樣品分子進(jìn)入毛細(xì)管的同時,區(qū)帶中的背景物質(zhì)也向管外擴(kuò)散,可得到畸變程度較小(與背景差別不大)的初始區(qū)帶,可抑制背景干擾,提高分辨率。擴(kuò)散與遷移速度和方向無關(guān),可抑制進(jìn)樣偏向,提高定性和定量分析的可靠性。
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