Αρχές τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης:
Ηλεκτροφορητική Κινητικότητα:
Το CE λειτουργεί με βάση την αρχή της ηλεκτροφορητικής κινητικότητας. Όταν εφαρμόζεται τάση σε ένα τριχοειδές γεμάτο με διάλυμα ηλεκτρολύτη, τα ιόντα που υπάρχουν στο δείγμα μεταναστεύουν προς το ηλεκτρόδιο αντίθετου φορτίου. Ο ρυθμός μετανάστευσης, γνωστός ως ηλεκτροφορητική κινητικότητα, εξαρτάται από το φορτίο και το μέγεθος του ιόντος. Τα μικρότερα ιόντα με υψηλότερα φορτία μεταναστεύουν ταχύτερα, οδηγώντας στον διαχωρισμό τους.
Τριχοειδής:
Μια κρίσιμη πτυχή του CE είναι η χρήση ενός στενού τριχοειδούς σωλήνα, συνήθως κατασκευασμένου από τηγμένο πυρίτιο. Αυτή η στενή εσωτερική διάμετρος (συνήθως κυμαίνεται από 50 έως 100 μικρόμετρα) παρέχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως μειωμένη απαγωγή θερμότητας (θέρμανση Joule), αυξημένη ένταση ηλεκτρικού πεδίου και βελτιωμένη απόδοση διαχωρισμού. Το τριχοειδές γεμίζει με ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη που παρέχει τα απαραίτητα ιόντα για τη διαδικασία διαχωρισμού.
Δείγμα εισαγωγής:
Στο CE, η εισαγωγή του δείγματος συνήθως επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται υδροδυναμική έγχυση. Ένας μικρός όγκος του δείγματος εισάγεται στο τριχοειδές με την εφαρμογή μιας σύντομης διαφοράς πίεσης, συνήθως χρησιμοποιώντας μια αντλία σύριγγας. Αυτή η έγχυση που βασίζεται στην πίεση διασφαλίζει την εισαγωγή του δείγματος χωρίς σημαντική διεύρυνση της ζώνης, διατηρώντας την απόδοση διαχωρισμού.
Ανίχνευση:
Η ανίχνευση στο CE επιτυγχάνεται τυπικά με την παρακολούθηση των αλλαγών στην απορρόφηση των διαχωρισμένων ιόντων καθώς διέρχονται από ένα παράθυρο ανίχνευσης στο τριχοειδές. Το παράθυρο ανίχνευσης βρίσκεται συνήθως κοντά στο άκρο του τριχοειδούς, επιτρέποντας την ανίχνευση των αναλυτών καθώς εκλούονται από το τριχοειδές. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι ανίχνευσης, συμπεριλαμβανομένης της απορρόφησης UV-Vis, του φθορισμού και της φασματομετρίας μάζας.
Ανάλυση δεδομένων:
Η έξοδος μιας ανάλυσης CE είναι ένα ηλεκτροφερόγραμμα, το οποίο είναι μια γραφική παράσταση της έντασης του σήματος του ανιχνευτή σε σχέση με το χρόνο μετανάστευσης των αναλυτών. Κάθε αναλύτης παράγει μια κορυφή στο ηλεκτροφερόγραμμα και η περιοχή ή το ύψος κορυφής χρησιμοποιείται για ποσοτική ανάλυση. Ο χρόνος μετανάστευσης κάθε αναλυόμενης ουσίας παρέχει ποιοτικές πληροφορίες για την αναγνώριση της αναλυόμενης ουσίας.
Εφαρμογές Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης:
Βιολογικά μόρια:
Το CE χρησιμοποιείται ευρέως για τον διαχωρισμό και την ανάλυση βιομορίων, όπως πρωτεϊνών, πεπτιδίων και νουκλεϊκών οξέων. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την ανάλυση πολύπλοκων μιγμάτων λόγω της υψηλής απόδοσης διαχωρισμού και της ευαισθησίας του.
Φαρμακευτική Ανάλυση:
Το CE διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη φαρμακευτική βιομηχανία για τον ποιοτικό έλεγχο, την αξιολόγηση της καθαρότητας και τις μελέτες σύνθεσης φαρμάκων. Χρησιμοποιείται για την ανάλυση ενεργών φαρμακευτικών συστατικών, ακαθαρσιών και εκδόχων.
Περιβαλλοντική Παρακολούθηση:
Το CE βρίσκει εφαρμογή στην περιβαλλοντική παρακολούθηση για την ανάλυση ρύπων, βαρέων μετάλλων και άλλων ρύπων σε δείγματα νερού, εδάφους και αέρα.
Ανάλυση Τροφίμων και Ποτών:
Το CE χρησιμοποιείται για την ανάλυση πρόσθετων τροφίμων, γλυκαντικών, συντηρητικών και μολυσματικών ουσιών σε δείγματα τροφίμων και ποτών.
Ιατροδικαστική Ανάλυση:
Το CE χρησιμοποιείται στην εγκληματολογική επιστήμη για την ανάλυση δειγμάτων DNA και την ανίχνευση της παρουσίας φαρμάκων και τοξινών σε βιολογικά υγρά.
Συνοπτικά, η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση είναι μια ευέλικτη αναλυτική τεχνική που διαχωρίζει και αναλύει ιόντα με βάση την ηλεκτροφορητική κινητικότητά τους σε έναν τριχοειδές σωλήνα. Προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής απόδοσης διαχωρισμού, της ευαισθησίας και των εφαρμογών ευρείας εμβέλειας σε διάφορα επιστημονικά πεδία.