Principper for kapillærelektroforese:
Elektroforetisk mobilitet:
CE opererer baseret på princippet om elektroforetisk mobilitet. Når en spænding påføres over en kapillar fyldt med en elektrolytopløsning, migrerer ioner, der er til stede i prøven, mod elektroden med modsat ladning. Migrationshastigheden, kendt som elektroforetisk mobilitet, afhænger af ladningen og størrelsen af ionen. Mindre ioner med højere ladninger migrerer hurtigere, hvilket fører til deres adskillelse.
Kapillær:
Et afgørende aspekt af CE er brugen af et smalt kapillarrør, typisk lavet af smeltet silica. Denne smalle indvendige diameter (typisk spænder fra 50 til 100 mikrometer) giver flere fordele, herunder reduceret varmeafledning (Joule-opvarmning), øget elektrisk feltstyrke og forbedret separationseffektivitet. Kapillæren er fyldt med en elektrolytopløsning, der giver de nødvendige ioner til separationsprocessen.
Eksempel på introduktion:
I CE udføres prøveintroduktion normalt ved hjælp af en teknik kaldet hydrodynamisk injektion. Et lille volumen af prøven indføres i kapillæren ved at påføre en kort trykforskel, typisk ved hjælp af en sprøjtepumpe. Denne trykdrevne injektion sikrer prøveindføring uden væsentlig båndudvidelse, hvilket bevarer separationseffektiviteten.
Opdagelse:
Detektion i CE opnås typisk ved at overvåge ændringerne i absorbansen af de adskilte ioner, når de passerer gennem et detektionsvindue i kapillæren. Detektionsvinduet er normalt placeret nær enden af kapillæren, hvilket giver mulighed for påvisning af analytter, når de eluerer fra kapillæren. Forskellige detektionsmetoder kan anvendes, herunder UV-Vis-absorbans, fluorescens og massespektrometri.
Dataanalyse:
Outputtet af en CE-analyse er et elektroferogram, som er et plot af detektorsignalintensiteten versus migrationstiden for analytterne. Hver analyt producerer en top i elektroferogrammet, og toparealet eller højden bruges til kvantitativ analyse. Migrationstiden for hver analyt giver kvalitativ information til analytidentifikation.
Anvendelser af kapillær elektroforese:
Biologiske molekyler:
CE er meget udbredt til adskillelse og analyse af biomolekyler, såsom proteiner, peptider og nukleinsyrer. Det er især nyttigt til at analysere komplekse blandinger på grund af dets høje separationseffektivitet og følsomhed.
Farmaceutisk analyse:
CE spiller en væsentlig rolle i den farmaceutiske industri for kvalitetskontrol, renhedsvurdering og lægemiddelformuleringsundersøgelser. Det bruges til at analysere aktive farmaceutiske ingredienser, urenheder og hjælpestoffer.
Miljøovervågning:
CE finder anvendelse i miljøovervågning til analyse af forurenende stoffer, tungmetaller og andre forurenende stoffer i vand-, jord- og luftprøver.
Analyse af mad og drikke:
CE bruges til at analysere fødevaretilsætningsstoffer, sødestoffer, konserveringsmidler og forurenende stoffer i mad- og drikkevareprøver.
Retsmedicinsk analyse:
CE bruges i retsmedicin til at analysere DNA-prøver og påvise tilstedeværelsen af stoffer og toksiner i biologiske væsker.
Sammenfattende er kapillærelektroforese en alsidig analytisk teknik, der adskiller og analyserer ioner baseret på deres elektroforetiske mobilitet i et kapillarrør. Det giver adskillige fordele, herunder høj adskillelseseffektivitet, følsomhed og omfattende anvendelser inden for forskellige videnskabelige områder.