Метод капиллярного электрофореза

НАО «Казахский национальный аграрный университет»

Факультет «Ветеринария»

Кафедра «Ветсанэкспертиза и гигиена»

НАУЧНЫЙ РЕФЕРАТ

На тему: «Метод капиллярного электрофореза»

Выполнил: магистрант

Д. Молбосын

Проверил:

Профессор Г.Алпысбаева

Алматы, 2020

СОДЕРЖАНИЕ

      ВВЕДЕНИЕ

      Актуальность темы. С начала 80-х годов XX века получил становление и активное развитие новый инструментальный метод, относящийся к комбинированным методам разделения и анализа — капиллярный электрофорез.
       В последние два десятилетия в мире отмечен активный интерес к методу, позволяющему анализировать ионные и нейтральные компоненты различной природы с высокой экспрессностью и уникальной эффективностью.
       В основе капиллярного электрофореза лежат электрокинетические явления —электромиграция ионов и других заряженных частиц и электроосмос. Эти явления возникают в растворах при помещении их в электрическое поле, преимущественно, высокого напряжения. Если раствор находится в тонком капилляре, например, в кварцевом, то электрическое поле, наложенное вдоль капилляра, вызывает в нем движение заряженных частиц и пассивный поток жидкости, в результате чего проба разделяется на индивидуальные компоненты, так как параметры электромиграции специфичны для каждого сорта заряженных частиц. В то же время, такие возмущающие факторы, как диффузионные, сорбционные, конвекционные, гравитационные и т. п., в капилляре существенно ослаблены, благодаря чему достигаются рекордные эффективности разделений по сравнению с методами колоночной хроматографии. Метод капиллярного электрофореза сегодня с успехом применяется для анализа разнообразных веществ (неорганических и органических катионов и анионов, аминокислот, витаминов, наркотиков, красителей, белков и т. д.) и объектов (для контроля качества вод и напитков, технологического контроля производства, входного контроля сырья, анализа фармпрепаратов и пищевых продуктов, в криминалистике, медицине, биохимии и.т.д.).

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

        1.1 Физико-химические основы и характеристика метода капиллярного электрофореза. 

       Капиллярный электрофорез КЭ (Capillary Electrophoresis, CE) — метод разделения, реализуемый в капиллярах и основанный на различиях в электрофоретических подвижностях заряженных частиц как в водных, так и в неводных буферных электролитах. Буферные растворы могут содержать добавки (например, макроциклы, органические растворители, полимеры и др.), которые способны взаимодействовать с анализируемыми частицами и изменять их электрофоретическую подвижность. Движение заряженных коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля носит название электрофореза. Метод КЭ основан на разделении сложных смесей компонентов, находящихся в электролите, заполняющем кварцевый капилляр, при приложении к нему разности потенциалов и прямого УФ-детектирования в потоке жидкости. Эффект разделения достигается за счет различия в электрофоретической подвижности ионов в присутствии электроосмотического потока. Использование кварцевых капилляров позволяет реализовать процессы разделения с градиентом потенциала до 2,5 кВ•см-1, эффективностью до 1,5•107 теоретических тарелок (т. т.).
Находящиеся на поверхности плавленого кварца силоксановые группы > Si = O при контакте с водой подвергаются гидролизу с образованием силанольных гидроксилов , которые затем гидратируются. Константа диссоциации поверхностных силанольных групп К1 = 4 · 10-3; при рН > 2,5 они в значительной степени диссоциированы, обеспечивая поверхности капилляра отрицательный заряд. При рН < 2 диссоциация силанольных групп практически полностью подавлена, и поверхность становится нейтральной. На границе раздела кварц - водный раствор электролита возникает т. н. двойной электрический слой (ДЭС). Его первую обкладку составляют отрицательно заряженные гидратированные силанольные группы. В приповерхностном слое электролита к отрицательно заряженной поверхности кварца примыкают гидратированные катионы, образуя вторую обкладку ДЭС. Из-заэлектростатического взаимодействия слой катионов, непосредственно контактирующий с поверхностью капилляра, становится мало подвижным. Остальная часть катионов распространяется в толщу раствора, составляя диффузную часть второй обкладки ДЭС. Распределение катионов между неподвижным и диффузным слоями, а, следовательно, и толщина двойного слоя, зависит от общей концентрации электролита в растворе: чем она больше, тем большая часть положительного заряда диффузного слоя перемещается в неподвижный слой и тем меньше толщина диффузного слоя. При концентрации бинарного однозарядного электролита 10-3 - 10-4 М толщина двойного электрического слоя составляет в среднем 30-50 мкм. При диаметре внутреннего канала кварцевого капилляра 50-100 мкм практически вся жидкость, заполняющая капилляр, представляет собой диффузную часть ДЭС. Полиимидный слой в области детектирования удаляется механически или выжиганием.