Principer för kapillärelektrofores:
Elektroforetisk rörlighet:
CE arbetar baserat på principen om elektroforetisk rörlighet. När en spänning appliceras över en kapillär fylld med en elektrolytlösning, migrerar joner som finns i provet mot elektroden med motsatt laddning. Migrationshastigheten, känd som elektroforetisk rörlighet, beror på jonens laddning och storlek. Mindre joner med högre laddningar migrerar snabbare, vilket leder till att de separeras.
Kapillär:
En avgörande aspekt av CE är användningen av ett smalt kapillärrör, vanligtvis tillverkat av smält kiseldioxid. Denna smala inre diameter (som vanligtvis sträcker sig från 50 till 100 mikrometer) ger flera fördelar, inklusive minskad värmeavledning (Joule-uppvärmning), ökad elektrisk fältstyrka och förbättrad separationseffektivitet. Kapillären är fylld med en elektrolytlösning som ger de nödvändiga jonerna för separationsprocessen.
Exempel på introduktion:
I CE utförs provintroduktion vanligtvis med en teknik som kallas hydrodynamisk injektion. En liten volym av provet införs i kapillären genom att applicera en kort tryckskillnad, vanligtvis med hjälp av en sprutpump. Denna tryckdrivna injektion säkerställer provinförande utan betydande bandbreddning, vilket bevarar separationseffektiviteten.
Upptäckt:
Detektion i CE uppnås vanligtvis genom att övervaka förändringarna i absorbansen hos de separerade jonerna när de passerar genom ett detektionsfönster i kapillären. Detektionsfönstret är vanligtvis placerat nära slutet av kapillären, vilket möjliggör detektering av analyter när de eluerar från kapillären. Olika detektionsmetoder kan användas, inklusive UV-Vis-absorbans, fluorescens och masspektrometri.
Dataanalys:
Utdata från en CE-analys är ett elektroferogram, som är en kurva över detektorns signalintensitet kontra migrationstiden för analyterna. Varje analyt producerar en topp i elektroferogrammet, och topparean eller höjden används för kvantitativ analys. Migrationstiden för varje analyt ger kvalitativ information för analytidentifiering.
Tillämpningar av kapillärelektrofores:
Biologiska molekyler:
CE används ofta för separation och analys av biomolekyler, såsom proteiner, peptider och nukleinsyror. Det är särskilt användbart för att analysera komplexa blandningar på grund av dess höga separationseffektivitet och känslighet.
Farmaceutisk analys:
CE spelar en betydande roll inom läkemedelsindustrin för kvalitetskontroll, renhetsbedömning och läkemedelsformuleringsstudier. Det används för att analysera aktiva farmaceutiska ingredienser, föroreningar och hjälpämnen.
Miljöövervakning:
CE finner tillämpning inom miljöövervakning för analys av föroreningar, tungmetaller och andra föroreningar i vatten-, jord- och luftprover.
Mat- och dryckesanalys:
CE används för att analysera livsmedelstillsatser, sötningsmedel, konserveringsmedel och föroreningar i mat- och drycksprover.
Rättsmedicinsk analys:
CE används inom rättsmedicin för att analysera DNA-prover och upptäcka förekomsten av droger och toxiner i biologiska vätskor.
Sammanfattningsvis är kapillärelektrofores en mångsidig analysteknik som separerar och analyserar joner baserat på deras elektroforetiska rörlighet i ett kapillärrör. Det erbjuder många fördelar, inklusive hög separationseffektivitet, känslighet och omfattande tillämpningar inom olika vetenskapliga områden.