毛细管电泳仪原理

分析仪器

　　毛细管电泳仪（Capillary Electrophoresis,CE）是一种利用毛细管作为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。其工作原理基于样品中各组分在电场中的迁移速度差异，从而实现分离。毛细管电泳仪通常使用内径为25  100μm的弹性（聚酰亚胺）涂层熔融石英管，这些毛细管具有容积小、散热快、可承受高电场等优点。
　　在毛细管电泳过程中，石英毛细管柱在pH3的情况下，其内表面带负电，与溶液接触时形成一双电层。当施加高电压时，双电层中的水合阳离子会引起流体整体朝负极方向移动，这种现象称为电渗流（EOF）。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳速度和电渗流速度的矢量和。正离子的运动方向与电渗流一致，因此先流出；中性粒子的电泳速度为零，其迁移速度相当于电渗流速度；负离子的运动方向与电渗流方向相反，但由于电渗流速度通常大于电泳流速度，因此负离子将在中性粒子之后流出，从而实现分离。
　　毛细管电泳仪的分离原理是利用样品组分在电场中的淌度和分配行为的差异。毛细管电泳通常使用自由溶液或凝胶作为支持介质，在溶液介质下能产生平面形状的电渗流。这种技术可以实现高效、快速、微量的分离，适用于多种样品的分析，包括DNA、蛋白质、糖、小分子化合物等。
　　毛细管电泳仪具有多种优点，如高效塔板数、快速分离、微量进样、多模式分离和经济性等。高效塔板数可以达到105  106片/m，甚至更高；一般在十几分钟内即可完成分离；进样所需的样品体积仅为nL级；一台仪器可以选用不同的分离模式；实验消耗的缓冲溶液量很少，维持费用低。此外，毛细管电泳仪的自动化程度较高，操作简便。
　　然而，毛细管电泳仪也存在一些缺点，如制备能力差、某些检测方法的灵敏度较低以及电渗流受样品组成影响导致分离重现性不佳等。尽管如此，毛细管电泳仪在生物化学、药物分析、环境监测等领域仍具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步，毛细管电泳仪的性能和应用范围将进一步得到拓展。

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