1

Elektroforeza kapilarna

Alicja Kluczyk13.03.2009piątek

Literatura

• Z. Witkiewicz, Podstawy chromatografii, WNT 2005• Z. Witkiewicz, J. Hetper (red.) Słownik chromatografii i elektroforezy,

PWN 2004• H. Shintani, J. Polonsky (eds.), Handbook of capillary

electrophoresis applications, BAP 1997• K.D. Altria (ed.) Capillary electrophoresis guidebook, Humana Press

1996

Internet:• http://www.microsolvtech.com/ce.asp• http://www.princetechnologies.com• http://www.separationsnow.com• http://www.chem.agilent.com• http://www.beckman.com

2

Elektroforeza kapilarna

napięcie

-katoda

+anoda

detektor

próbka???

Elektroforeza kapilarna

3

Elektroforeza kapilarna

• kapilara– EOF (przepływ elektroosmotyczny)

• bufor– pH, siła jonowa, dodatki

• detektor– czułość – droga optyczna

• napięcie– efekty cieplne

ELEKTROFEROGRAM

Elektroferogram

4

Historia CE

Kapilara

5

Kapilara

Kapilara

6

Migracja substancji

Kapilara

7

Migracja substancji

Electroosmosis

EDebye Layer~10 nm

Substrate = electric potential hereζ

v = µeoE

v

Electroosmotic mobility

8

Normal CZE conditions

Ion intrinsic mobility Ion net mobility Anion Cation

Injection end Detection end

EOF

negatively charged silica wall

Migracja substancji

KATODA

-

+

++

-

--

ANODA

+

EOF

9

Elektroforeza kapilarna

Przepływ elektroosmotyczny

10

Analiza anionów

Injection end Detection end

positively charged silica wall

EOF

11

Ruchliwość jonu

µ = cZ

M2/3

Równanie Offorda

µ – ruchliwość elektroforetycznaZ – ładunek jonuM – masa molowac – stała

Ruchliwość jonu

L – długość kapilary [cm]l – długość kapilary do detektoraU – napięcie [V]T – czas retencji względny

UTlL

effµ =

12

Advantage of CE- RESOLUTION!!

Detekcja:

• Metody optyczne:– absorpcja (UV VIS): 10 -16 to 10 -13mola– absorpcja pośrednia 10 -14 to 10 -11

– LIF 10 -20 to 10 -17

– pośredni LIF 10 -17 to 10 -15

• Spektrometria mas10 -17 to 10 -8

• Detektory elektrochemiczne– konduktometria 10 -16

– amperometria 10 -19

13

Elektroforeza kapilarna - parametry

• rodzaj buforu (UV, lotność)

• pH buforu

• siła jonowa (natęŜenie prądu)

• napięcie

• temperatura kapilary

• średnica kapilary

• dodatki w buforze (rozpuszczalniki, modyfikatory)

• natęŜenie pola (V/m)

• przepływ elektroosmotyczny

• ciepło Joula

• lepkość buforu

• dyfuzja próbki

• ruchliwość próbki

• ładunek próbki

• wielkość i kształt jonu

Warunki doświadczenia

• Sposób pomiaru (normalny, róŜnicowy)

• Rodzaj buforu

• pH

• Znacznik neutralny (pomiary ilościowe)

• Temperatura (wprowadzanie hydrodynamiczne)

• Odtworzenie warunków fizjologicznych (np. Cl-)

14

Ruchliwość a pH

Wprowadzanie próbki

15

Dozowanie próbki

Dozowanie próbki

Injection volumes per second

∆P 50µµµµm 75µµµµm 100µµµµm50mbar 1.0nl 5.2nl 16.4nl75mbar 1.5nl 7.8nl 24.6nl100mbar 2.0nl 10.4nl 32.8nl

16

Dozowanie próbki

Dozowanie próbki

17

Próbka - stęŜenie

18

Porównanie elektroforezy Ŝelowej, kapilarnej i HPLC

Elektroforeza kapilarna

19

20

Elektroforeza kapilarna

• mała ilość próbki

• róŜnorodność warunków

• proste warunki pomiaru

• odporność na zanieczyszczenia

• dobór warunków

• powtarzalność

• czułość

+ -