毛细管电泳03学习.pptx

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1、ContentElectrophoresis mobility 电泳淌度Electroosmosis mobility 电渗淌度Separation efficiency 分离效率Joule heating 焦耳热第1页/共46页Electrophoresis mobility of ions离子的电泳淌度荷电粒子传输电荷的能力离子的导电能力极限电导离子极限电导和离子淌度的关系第2页/共46页荷电粒子在电场中受力荷电粒子在溶液中匀速运动受到溶液阻力动力和阻力相等，因此有如下关系第3页/共46页电场静电力介质阻力运动方向第4页/共46页不同荷电粒子在溶液介质中的运动阻力不同，例如对于球形荷电粒子

2、电阻力系数为第5页/共46页第6页/共46页电泳淌度的定义球形荷电粒子的电泳淌度可表示为第7页/共46页SignalTimeKNaLi /cm2/s VLi 4.0110-4Na 5.1910-4K 7.6110-4第8页/共46页离子的淌度和电导的关系电阻率与电导率第9页/共46页Electroosmosis/Electroosmosis/电渗电渗Electrokinetic Phenomena 电动现象Free and immobilized charge 自由和固定电荷Double electric layer 双电层Electro-osmosis mobility 电渗淌度Direct

3、ion of electro-osmosis flow(EOF/电渗流)Profile of the flow speed 流型Influencing factors 影响因素第10页/共46页Double layer and zeta potential第11页/共46页毛细管中电和动的转换玻璃石英聚合物，Teflon压力与流动速度的关系压力差与电位差的关系Smoluchowski方程第12页/共46页Electroosmosis mobility电渗淌度双电层厚度表面电荷密度zeta电势粘度介电常数第13页/共46页Thickness of double layer第14页/共46页Flo

4、w velocity distribution第15页/共46页d/251020501000.10.390.640.810.920.98流路孔径d和比值与电渗流水平注：对应d/比值趋于无穷时的值电渗速度与管壁距离的关系第16页/共46页毛细管压力流型毛细管电渗流型第17页/共46页电泳淌度的测定方法 电中性标志物法 电流法 流动电势法第18页/共46页电中性标志物电中性标志物 在给定检测器上需要有响应；214或200nm UV检测时经常使用DMF二甲基甲酰胺，DMSO二甲亚砜例：石英毛细管长度100cm，进口到检测器之间的距离为90cm，给定支持电解质条件下施加电压+20kV时UV256nm测

5、得DMSO的迁移时间为300sec，试计算电渗淌度。第19页/共46页电流法电流法 用电导率有差别的两个缓冲溶液互相替代的方法，通过电流的过渡曲线测定。i1i2t1t2Buffer 1Buffer 2第20页/共46页3.3.流动电势法流动电势法P 压力差，V电势差，k 电导率Smolucowski方程第21页/共46页Control of EOFMethodResultNoteEProportional to EOFLow E results in low NToo high E results in High TpHLow pH,low EOF;high pH high EOFOften

6、used.May result in change in charge state Buffer concentrationZeta potential will decrease by increasing the concentration,results in low EOFJoule heating TemperatureViscosity change by T,23%per KT should be under controlOrganic additiveChange Zeta potential and viscosityChange may be unpridicablesu

7、rfactantChange the property of the wallMay also bring change in selectivityNeutral hydrophilic polymerChange the nature of the wallCover the surface charge;increase viscosity,thus decrease EOFChemical coatingBonded to the wallStability of the coating第23页/共46页第24页/共46页为解离度。两个弱酸根离子的淌度相同。通过调节pH条件使其有效淌度

8、产生区别从而达到进行电泳分离的目的利用淌度随pH的变化进行分离条件的优化第25页/共46页表面活性剂对电渗流的影响第26页/共46页Absolute mobility 绝对淌度无限稀释时单位电场强度下的平均迁移速度。Effective mobility 有效淌度有效淌度和解离程度有关，弱酸在低pH时不荷电；成为分离优化的重要条件之一。Apparent mobility 表观淌度表观淌度考虑到EOF的存在，观测到的运动是相对的。问题：石英毛细管中施加正高压时，阴离子可否出峰？条件是什么？第27页/共46页第28页/共46页开口柱（无填料）色谱非保留组分的理论塔板公式，由扩散项和流动（压力）传质阻

9、力项组成：因为毛细管电泳中的电渗流为平流，因此流动相传质阻力为0，即第二项为零，因此如上公式变为：毛细管电泳的分离效率第29页/共46页第30页/共46页塔板理论淌度的定义式第31页/共46页Einstein 公式塔板高度的统计描述第32页/共46页理论推导实际测算第33页/共46页第34页/共46页例马心肌红蛋白（13.9 kD13.9 kD）扩散系数扩散系数 1010-6-6 cmcm2 2/s/s 电泳淌度电泳淌度 6.5106.510-5-5 cmcm2 2/s V/s V电压电压 30 kV30 kV第35页/共46页例：使电泳淌度只有1差别的两个组分达到分离度1.5（完全分离）需要

10、的分离塔板数360000。第36页/共46页分离区带变宽的因素根据偶然误差传递规则，为各种因素导致的方差之和用于估算进样和检测器导致的峰变宽第37页/共46页第38页/共46页第39页/共46页第40页/共46页Joule heating/Joule heating/焦耳热焦耳热Temperature distributionConsequences of Joule heating第41页/共46页石英毛细管柱i.d.25 m75 m100 mo.d.360 mT第42页/共46页毛细管内径i.d/m温度T/K温差T/K25299.00.5350301.21.3975304.23.14100307.75.58125311.68.72毛细管内径和温差的关系第43页/共46页第44页/共46页测测 验验 有一毛细管柱，总长50 cm，紫外光度检测器在距样品进口端的40 cm处。在+15000V高电压下用电流法测得替换时间为100sec.问题：（1）此毛细管在给定条件下有无固定电荷？电荷的性质？计算其电渗淌度。（2）有一未知有光度吸收的组分的迁移时间为150sec,则该组分带何种电荷？计算该组分的有效淌度。（单位统一用cm sec-1V-1）第45页/共46页感谢您的观看。第46页/共46页