Principes van capillaire elektroforese:
Elektroforetische mobiliteit:
CE werkt op basis van het principe van elektroforetische mobiliteit. Wanneer een spanning wordt aangelegd over een capillair gevuld met een elektrolytoplossing, migreren de in het monster aanwezige ionen naar de elektrode met tegengestelde lading. De migratiesnelheid, bekend als elektroforetische mobiliteit, hangt af van de lading en de grootte van het ion. Kleinere ionen met hogere ladingen migreren sneller, wat leidt tot hun scheiding.
Capillair:
Een cruciaal aspect van CE is het gebruik van een smal capillair buisje, meestal gemaakt van gesmolten silica. Deze smalle binnendiameter (typisch variërend van 50 tot 100 micrometer) biedt verschillende voordelen, waaronder verminderde warmtedissipatie (joule-verwarming), verhoogde elektrische veldsterkte en verbeterde scheidingsefficiëntie. Het capillair is gevuld met een elektrolytoplossing die de noodzakelijke ionen levert voor het scheidingsproces.
Voorbeeldintroductie:
Bij CE wordt het inbrengen van monsters gewoonlijk uitgevoerd met behulp van een techniek die hydrodynamische injectie wordt genoemd. Een klein volume van het monster wordt in het capillair gebracht door een kort drukverschil aan te leggen, meestal met behulp van een spuitpomp. Deze door druk aangedreven injectie zorgt voor monsterintroductie zonder significante bandverbreding, waardoor de scheidingsefficiëntie behouden blijft.
detectie:
Detectie bij CE wordt doorgaans bereikt door de veranderingen in de absorptie van de gescheiden ionen te volgen terwijl ze door een detectievenster in het capillair gaan. Het detectievenster bevindt zich meestal nabij het uiteinde van het capillair, waardoor analyten kunnen worden gedetecteerd terwijl ze uit het capillair elueren. Er kunnen verschillende detectiemethoden worden gebruikt, waaronder UV-Vis-absorptie, fluorescentie en massaspectrometrie.
Gegevensanalyse:
De output van een CE-analyse is een elektroferogram, een grafiek van de intensiteit van het detectorsignaal versus de migratietijd van de analyten. Elke analyt produceert een piek in het elektroferogram en het piekgebied of de piekhoogte wordt gebruikt voor kwantitatieve analyse. De migratietijd van elke analyt levert kwalitatieve informatie op voor de identificatie van de analyt.
Toepassingen van capillaire elektroforese:
Biologische moleculen:
CE wordt veel gebruikt voor de scheiding en analyse van biomoleculen, zoals eiwitten, peptiden en nucleïnezuren. Het is vooral nuttig voor het analyseren van complexe mengsels vanwege de hoge scheidingsefficiëntie en gevoeligheid.
Farmaceutische analyse:
CE speelt een belangrijke rol in de farmaceutische industrie op het gebied van kwaliteitscontrole, zuiverheidsbeoordeling en onderzoek naar geneesmiddelformulering. Het wordt gebruikt om actieve farmaceutische ingrediënten, onzuiverheden en hulpstoffen te analyseren.
Milieumonitoring:
CE vindt toepassing in milieumonitoring voor de analyse van verontreinigende stoffen, zware metalen en andere verontreinigende stoffen in water-, bodem- en luchtmonsters.
Analyse van voedsel en dranken:
CE wordt gebruikt om voedseladditieven, zoetstoffen, conserveermiddelen en verontreinigingen in voedsel- en drankmonsters te analyseren.
Forensische analyse:
CE wordt in de forensische wetenschap gebruikt om DNA-monsters te analyseren en de aanwezigheid van medicijnen en toxines in biologische vloeistoffen te detecteren.
Samenvattend is capillaire elektroforese een veelzijdige analytische techniek die ionen scheidt en analyseert op basis van hun elektroforetische mobiliteit in een capillaire buis. Het biedt tal van voordelen, waaronder een hoge scheidingsefficiëntie, gevoeligheid en brede toepassingen op verschillende wetenschappelijke gebieden.