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毛细管电泳的电渗作用

发布时间:2014-07-10 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:3236

在一定介质中,一个“自由”带电粒子的电泳过程,是从净位移为零的布朗运动状态被电场加速后进入恒速,即电泳稳态的过程。在无限稀释下,除电场E的作用外,粒子还将受到介质的黏滞阻力的作用,其中K-1为德拜半径,与离子强度有关。a为解离度。上式表明介质对淌度的影响程度,是电泳分离及条件选择的根本依据。由此可知,分子半径小,电荷大的离子具有较大的电泳淌度,而分子半径大,电荷小的离子具有较小的电泳淌度。电泳淌度的差异构成了电泳分离的基础。

因为黏滞阻力的存在,离子的电泳会带动溶剂同向运动,设法使某一符号的离子变成不可移动的固定(电荷)粒子,则作用于溶剂的力便失去平衡,溶剂发生单向流动,这就是所谓的电渗现象。

电渗流是指毛细管内溶液在外力电场作用下,由于毛细管内壁带有电荷,使液体朝一个方向运动。CE所用的石英毛细管,在pH>3的情况下,管壁表面的硅羟基si—OH电离成si一0-,使管壁表面带负电,为了保持电荷平衡,溶液中水合离子,一般为阳离子被吸附到表面附近,形成双电层。当在毛细管两端加电压时,双电层中的阳离子向阴极移动,由于离子是溶剂化的,所以带动了毛细管中整体溶液向阴极移动。显然电渗是电泳的反过程,电渗流大小可用电渗速度或电渗淌度表示。电渗流与电场
强度、Zeta电位及缓冲液的介电常数有关。

电渗流的一个重要特点是具平面流型,其电渗驱动力沿毛细管均匀分布,电渗速度的径向分布几乎是均匀的,与高效液相中高压泵驱动所产生的层流或抛物线流型速度曲线不同,不会直接引起样品组分区带扩散。其另一个特点是可以使几乎所有的样品组分不管大小,以同样的方向移动。各组分在毛细管中的流出时间取决于电渗流速度和组分电泳速度的矢量和。在一般情况下,电渗流方向从阳极到阴极,且电渗速度一般大于电泳速度,所以阴离子也在阴极流出。因此,CE中不仅可以分离离子,也可以分离中性分子。因此,合理地利用电渗流可以使阳离子、中性分子、阴离子实现同时分离分析。

电渗流是伴随电泳而产生的一种电动现象。一般情况下,电渗流速度约等于一般离子电泳速度的5~7倍,所以能实现所有样品组分的同向泳动。

电渗流在CE的分离中起着极其重要的作用,具体如下:

①在CE中电渗流推动溶液的流动,起到泵的作用,可以同时完成阳阴离子的分离。

②改变电渗流的大小和方向可以改变分离效率和选择性。减缓电渗流延长分离过程,改变电渗流的方向改变出峰顺序和改变峰形,抑制组分在管壁上的吸附。

③电渗流影响各种电性物质在毛细管中的迁移速度。电渗流速度越大,分离时间越短,分析速度也越快,反之亦然。所以电渗流可以控制电泳速度。

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