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毛细管柱

发布时间:2016-03-15 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:729

(一)毛细管柱材料与形状

CE的核心是在高电场下进行电泳分离。实现高电场的关键部件是小孔径毛细管电泳柱。早期使用过玻璃毛细管柱,由于玻璃的电渗强,对UV有吸收,现已淘汰。目前所用的基本上是圆管形弹性熔融石英毛细管,俗称熔硅毛细管。柱外涂敷一层高聚物(聚酰亚胺)薄膜,使其柔软有弹性,不易折断。石英玻璃透明,可透过短UV光,剥去一小段(≈lcm)聚酰亚胺薄层后,即可用作光学检测器窗口。

(二)毛细管尺寸

在同样电压下,孔径愈小,电流愈小,产生的焦耳热量愈少。此外,孔径愈小,表面积与体积比愈大,散热效果愈好。但是,孔径小,样品负载小,增加检测、进样、清洗等操作上的困难,而且还由于表面积/体积比大增加了吸附作用。因此,CE分离柱孔径的下限受检测灵敏度等的限制,其上限受径向热梯度制约,一般使用的柱内径在25-100μm,自由溶液电泳最常用的是50μm和75μm两种,有效长度多在40-60cm。若选用毛细管电色谱(CEC)作为分离模式,内径可以达到320μm,柱长在20cm以下。柱的壁厚或外径对散热速率亦有影响,内径一定时,外径大,散热面积大,散热速度快。标准毛细管外径为375μm。

(三)毛细管内壁涂层

有效地控制电渗和消除内壁对样品溶质的吸附一直是分离条件优化的重要方面,它涉及柱内壁表面化学和柱内溶液化学两个方面。柱内壁表面化学以柱壁涂渍或改性为主,通过表面Si-OH基团衍生(内壁涂层)或加改性剂到缓冲溶液中(动态去活,dynamicdeactivation)的方法对柱内壁进行改性。动态去活的方法很多,如采用极端pH,高离子强度缓冲溶液,添加表面活性剂等。然而动态去活会影响溶质性质(如极端pH会使蛋白质变性)、重现性较差及影响流出物的进一步分析等缺点,因此,内壁涂层成为控制电渗和抑制吸附的主要手段。

用物理吸附或化学键合方法对内壁表面进行涂渍处理(改性),覆盖上一层“永久性”聚合物薄膜,亦能有效地屏蔽硅羟基,减少吸附并改变电渗流大小。这种壁涂技术,特别是对碱性蛋白质的分离,已证明是一项有效的措施。物理涂层法适合于吸附性强的、黏性大的试剂,比如环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚谷氨酸甲酯、蛋白质,纤维素。这类涂层涂渍方法简单、容易,在一定pH范围内能减少吸附、抑制电渗流,但是涂层的稳定性和重现性较差。化学涂层技术的核心是利用毛细管内表面上硅轻基的化学性质,使之与涂层材料分子化合成键。从成键类型来看,可分Si—O—Si—R和Si—C—R连接两种,前者利用硅烷化试剂进行桥连,后者需利用格氏反应,Si—C涂层比较稳定,但由于格氏反应本身对水分高度敏感,反应条件较难掌握,不如硅烷化桥连技术好用。近年来,凝胶溶胶技术也已用于毛细管涂层制备上,可以制备耐极端pH的涂层管。毛细管的化学涂层技术可为三个步骤:毛细管预处理、引入活性基团、接上目标涂层试剂。

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