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[干货]高效毛细管胶束电泳色谱仪分析技术

发布时间:2022年06月28日    点击:[0]人次

高效毛细管胶束电泳色谱仪分析技术

高效毛细管胶束电泳色谱仪(MECC)是在缓冲液中加入浓度高于胶束临界浓度的表面活性剂,胶束相在分离中起到准固定相的作用,是电泳技术与色谱技术相结合的产物。一、工作原理:MECC中,把离子型表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)加入缓冲液,当其浓度超过临界浓度后形成有一疏水内核、外部带负电的胶束。虽然胶束带负电,但电渗流速度仍大于胶束的迁移速度,故胶束将慢速向负极移动。中性粒子按其疏水性不同,在缓冲液(流动相)和胶束(准固定相)之间分配。疏水性强、亲水性弱的粒子分配到胶束中的多,分配到缓冲液中的少。反之,亲水性强、疏水性弱的粒子分配到胶束中的少,分配到缓冲液中的多。当粒子进入胶束时,以胶束的速度慢速迁移。当粒子进入缓冲液时,以电渗流速度快速迁移。粒子的分配系数越大,在电泳柱中的迁移速度越慢,从而使疏水性稍有差别的中性物质在电泳中得以分离。二、胶束的形成和特性:1、表面活性剂:表面活性剂由亲水基和疏水基组成。疏水基为直链和支链烷烃,亲水基由阳离子、阴离子和两性离子基团组成。胶束具有团状结构,疏水性的链端向里,带电荷的亲水端朝向缓冲液,具有增溶作用。2、临界胶束浓度:临界胶束浓度是指表面活性剂开始聚集形成胶束时的浓度。不同表面活性剂的临界胶束浓度不同,形成的胶束形态不同。疏水基通过分子疏水相互作用缔合在一起,而亲水基朝向水相,自发形成胶束(体系自由能较低)。根据浓度不同,形成球形、棒状和星形等。3、聚集数:聚集数是指形成一个胶束离子所需的分子数。聚集数一般为40~140个。表面活性剂浓度大于临界胶束浓度时,单体和胶束动态平衡。在一定范围内,随着浓度的增加,单体的浓度和胶束的大小(聚集数)基本不变,但胶束的数量增加。三、对胶束相的要求:胶束相为表面活性剂,在MECC分离过程起着重要作用。1、胶束粘度小,不影响电渗流和分离度。2、水溶性好。3、形成的胶束必须是均匀、透明的溶液,紫外吸收背景越低越好。4、临界胶束浓度不宜太高,不增大电流。5、胶束不与样品发生破坏性作用。6、胶束具有足够的稳定性,与溶质的缔合速度快,减小峰展宽。7、经济易得。四、常用表面活性剂:常用表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和手性表面活性剂等。1、阴离子表面活性剂:(1)表面活性剂:十二烷基硫酸钠(SDS)临界浓度:8.110ˉ3mol/L(2)表面活性剂:十四烷基硫酸钠(STS)临界浓度:2.110ˉ3mol/L(3)表面活性剂:N-月桂酰-N-甲基牛磺酸钠(LMT)临界浓度:8.710ˉ3mol/L(4)表面活性剂:聚氧乙烯醚基十二烷基硫酸钠临界浓度:2.810ˉ3mol/L2、阳离子表面活性剂:(1)表面活性剂:十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)临界浓度:1.610ˉ2mol/L(2)表面活性剂:十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)临界浓度:1.510ˉ2mol/L(3)表面活性剂:十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)临界浓度:3.510ˉ3mol/L(4)表面活性剂:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)临界浓度:9.210ˉ4mol/L3、两性离子表面活性剂:表面活性剂:N-十二酰基-L-氨酸钠(SDVal)临界浓度:5.710ˉ3mol/L4、手性表面活性剂:表面活性剂:胆酸盐临界浓度:1.410ˉ2mol/L五、表面活性剂的选择方法:1、碳链较短的阴离子表面活性剂为优先选择对象。SDS易得,紫外吸收低,较为常用。如经浓度、缓冲液和pH优化后分离仍不佳,可换具有不同碳链长度和结构的其它阴离子表面活性剂。若结果仍不佳,应考虑使用阳离子或两性表面活性剂。2、阳离子表面活性剂可能会改变电渗流方向。3、胶束修饰。(1)添加重金属离子可改变胶束表面的电荷数量。(2)使用混合表面活性剂可调节分离度和峰分布。(3)加入另一种胶束如多相体系(水-胶束-环糊精),利用多种作用改善分离。六、MECC中控制选择性的方法:使用不同的表面活性剂。1、SDS可用于大多数中性溶质的分离。2、强疏水性溶质可选用极性强的胶束(如胆酸盐)。3、对易被管壁吸附的大分子溶质可选用阳离子胶束。4、分离离子型溶质时,要选择与溶质电荷相反的胶束,才能相互作用进入胶束。七、特点:1、优点:(1)较大优点是使CE在分离离子型化合物的同时可进行中性物质的分离。(2)增加对弱极性物质的分离度。(3)分离效率极高,可达5万~50万TP/m。分离速度快,一般为20min左右。1)电渗流的扁平流型大大减小了径向速度梯度。2)小内径毛细管的散热效率极高。3)胶束为动态结构,溶质进出方便迅速。2、缺点:(1)稳定性不佳,达到好的重复性比较困难。(2)对样品分子大小有限制,要求分子量小于5000(CZE没有此限制)。八、应用:在各个领域显示了广泛的应用前景。在中药、天然产物和农药分析中经常使用。

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