高效毛細(xì)管電泳色譜儀是以毛細(xì)管為分離通道,以高壓直流電場為驅(qū)動力,利用荷電粒子之間的淌度差異和分配系數(shù)差異進(jìn)行分離,毛細(xì)管是分離的關(guān)鍵。
一、毛細(xì)管材質(zhì):
理想的毛細(xì)管必須是化學(xué)和電惰性,能透過紫外和可見光,有一定的韌性,富有彈性,易于彎曲,耐用而且便宜。
目前使用的材質(zhì)有聚四氟乙烯、玻璃和石英等,其中石英最常用。熔融石英拉制的毛細(xì)管脆而易斷,外涂聚酰亞胺后會變得很有彈性。
1、聚四氟乙烯:可透紫外光,電滲很弱。但毛細(xì)管內(nèi)徑不均勻,對樣品有吸附,熱傳導(dǎo)差等。
2、玻璃:電滲最強,但雜質(zhì)含量較高。
3、石英:有天然和人造兩類,基本成分是二氧化硅。
二、毛細(xì)管內(nèi)徑:
石英毛細(xì)管內(nèi)徑通常為25~75μm,多采用50μm和75μm,毛細(xì)管電泳色譜有時用內(nèi)徑更大的毛細(xì)管。
1、小內(nèi)徑毛細(xì)管優(yōu)點:
(1)電流小,焦耳熱少,允許施加較高電壓。
(2)散熱面積大,能加快散熱,減小徑向擴散,保持電滲流型為扁平型,提高柱效。
2、小內(nèi)徑毛細(xì)管缺點:
(1)比表面積大,會增加溶質(zhì)的吸附作用。
(2)進(jìn)樣、檢測和清洗困難。
(3)檢測下限比大內(nèi)徑毛細(xì)管高。
三、毛細(xì)管外徑:
毛細(xì)管外徑為350~400μm。
通常有兩種規(guī)格,厚壁毛細(xì)管外徑為375μm,薄壁毛細(xì)管外徑為150μm。
四、毛細(xì)管壁厚:
毛細(xì)管壁厚包括石英本身壁厚和聚酰亞胺涂層厚度(熱導(dǎo)率很低)兩部分。
石英本身壁厚為150~375μm。
聚酰亞胺涂層厚度為12μm。
五、毛細(xì)管長度:
毛細(xì)管長度稱為總長度。根據(jù)分離度要求可選用20~100cm長度。
毛細(xì)管入口端至檢測器窗口的距離稱為有效長度。有效長度為80~100cm。
電場強度恒定時,理論塔板數(shù)與柱長成正比。但柱長不能無限增加,因為要使電場強度恒定,柱兩端須增加電壓。
電壓恒定時,柱長增加,可減少焦耳熱。但會降低電場強度,增加分析時間。
六、毛細(xì)管檢測窗口:
毛細(xì)管的聚酰亞胺涂層不透明,檢測窗口部位的聚酰亞胺必須剝離除去,剝離長度為2~3mm。
常用剝離方法有硫酸腐蝕法、灼燒法和刀片刮除法。
七、毛細(xì)管溫度控制:
毛細(xì)管中充入緩沖溶液,柱兩端分別置于兩個緩沖池中。電泳過程中,由于焦耳熱效應(yīng)會降低分離效率,環(huán)境溫度的變化會導(dǎo)致分離重現(xiàn)性不好。因此,毛細(xì)管應(yīng)置于溫度可調(diào)的恒溫環(huán)境中,控溫方式有風(fēng)冷控溫和液冷控溫。
1、風(fēng)冷控溫:
通過強制空氣對流控制毛細(xì)管的分離溫度。
2、液冷控溫:
將毛細(xì)管置于恒溫液體中控制毛細(xì)管的分離溫度。
八、毛細(xì)管壁改性:
毛細(xì)管壁改性主要是為了消除吸附和控制電滲流,通常采用表面涂層和動態(tài)修飾。
1、毛細(xì)管壁表面涂層(管壁靜態(tài)改性):
涂層方法有物理涂布法和化學(xué)涂層法。最常用的方法是采用雙官能團(tuán)的偶聯(lián)劑,如各種有機硅烷,第一個官能團(tuán)(如甲氧基)與管壁上的游離羥基進(jìn)行反應(yīng),使其與管壁進(jìn)行共價結(jié)合,再用第二個官能團(tuán)(如乙烯基)與涂漬物(如聚丙烯酰胺)進(jìn)行反應(yīng),形成穩(wěn)定的涂層。此外,還有纖維素、聚乙烯亞胺和聚醚組成的多層涂層、親水性的絨毛涂層和聯(lián)鎖聚醚涂層等。
2、毛細(xì)管壁動態(tài)修飾(管壁動態(tài)改性):
動態(tài)修飾是改變緩沖溶液和加入添加劑。如陽離子表面活性劑十四烷基三甲基溴化銨(TTAB),在管壁形成物理吸附層,使電滲流反向。添加劑還有聚胺、聚乙烯亞胺(PEI)和甲基纖維素等。甲基纖維素(MC)可形成一中性親水性覆蓋層。
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