Prinsipper for kapillærelektroforese:
Elektroforetisk mobilitet:
CE opererer basert på prinsippet om elektroforetisk mobilitet. Når en spenning påføres over en kapillær fylt med en elektrolyttløsning, migrerer ioner som er tilstede i prøven mot elektroden med motsatt ladning. Migrasjonshastigheten, kjent som elektroforetisk mobilitet, avhenger av ladningen og størrelsen på ionet. Mindre ioner med høyere ladninger migrerer raskere, noe som fører til at de separeres.
Kapillær:
Et avgjørende aspekt ved CE er bruken av et smalt kapillærrør, vanligvis laget av smeltet silika. Denne smale indre diameteren (vanligvis fra 50 til 100 mikrometer) gir flere fordeler, inkludert redusert varmespredning (Joule-oppvarming), økt elektrisk feltstyrke og forbedret separasjonseffektivitet. Kapillæren er fylt med en elektrolyttløsning som gir de nødvendige ionene for separasjonsprosessen.
Eksempel introduksjon:
I CE utføres prøveintroduksjon vanligvis ved hjelp av en teknikk kalt hydrodynamisk injeksjon. Et lite volum av prøven føres inn i kapillæren ved å påføre en kort trykkforskjell, vanligvis ved bruk av en sprøytepumpe. Denne trykkdrevne injeksjonen sikrer prøveinnføring uten betydelig båndutvidelse, og bevarer separasjonseffektiviteten.
Oppdagelse:
Deteksjon i CE oppnås vanligvis ved å overvåke endringene i absorbansen til de separerte ionene når de passerer gjennom et deteksjonsvindu i kapillæren. Deteksjonsvinduet er vanligvis plassert nær enden av kapillæren, noe som muliggjør deteksjon av analytter når de eluerer fra kapillæren. Ulike deteksjonsmetoder kan brukes, inkludert UV-Vis-absorbans, fluorescens og massespektrometri.
Dataanalyse:
Utdata fra en CE-analyse er et elektroferogram, som er et plott av detektorsignalintensiteten versus migrasjonstiden til analyttene. Hver analytt produserer en topp i elektroferogrammet, og topparealet eller høyden brukes til kvantitativ analyse. Migrasjonstiden for hver analytt gir kvalitativ informasjon for analyttidentifikasjon.
Anvendelser av kapillærelektroforese:
Biologiske molekyler:
CE er mye brukt for separasjon og analyse av biomolekyler, som proteiner, peptider og nukleinsyrer. Den er spesielt nyttig for å analysere komplekse blandinger på grunn av dens høye separasjonseffektivitet og følsomhet.
Farmasøytisk analyse:
CE spiller en betydelig rolle i den farmasøytiske industrien for kvalitetskontroll, renhetsvurdering og studier av legemiddelformuleringer. Den brukes til å analysere aktive farmasøytiske ingredienser, urenheter og hjelpestoffer.
Miljøovervåking:
CE finner anvendelse i miljøovervåking for analyse av forurensninger, tungmetaller og andre forurensninger i vann-, jord- og luftprøver.
Analyse av mat og drikke:
CE brukes til å analysere mattilsetningsstoffer, søtningsmidler, konserveringsmidler og forurensninger i mat- og drikkeprøver.
Rettsmedisinsk analyse:
CE brukes i rettsmedisin for å analysere DNA-prøver og oppdage tilstedeværelsen av narkotika og giftstoffer i biologiske væsker.
Oppsummert er kapillærelektroforese en allsidig analytisk teknikk som separerer og analyserer ioner basert på deres elektroforetiske mobilitet i et kapillærrør. Det gir en rekke fordeler, inkludert høy separasjonseffektivitet, følsomhet og omfattende bruksområder innen ulike vitenskapelige felt.