毛细管电泳法的特点和CEMS的构造课件.ppt

1、1.毛细管电泳具备如下优点：毛细管电泳具备如下优点：v（1）高效高效 塔板数目在塔板数目在105-106 片片/m 间，当采用间，当采用CGE 时时 v 毛细管电泳色谱图，塔板数目可达毛细管电泳色谱图，塔板数目可达107 片片/m 以上；以上；v（2）快速快速 一般在十几分钟内完成分离；一般在十几分钟内完成分离；v（3）微量微量 进样所需的样品体积为进样所需的样品体积为nL 级；级；v（4）多模式多模式 可根据需要选用不同的分离模式且仅需一可根据需要选用不同的分离模式且仅需一台台仪器仪器；v（5）经济经济 实验消耗不过几毫升缓冲溶液，维持费用很实验消耗不过几毫升缓冲溶液，维持费用很低；低；v（

2、6）自动自动 CE 是目前自动化程度较高的分离方法。是目前自动化程度较高的分离方法。2.毛细管电泳的缺点毛细管电泳的缺点 v（1）由于进样量少，因而制备能力差；由于进样量少，因而制备能力差；v（2）由于毛细管直径小，使光路太短，由于毛细管直径小，使光路太短，用一些检测方法（如用一些检测方法（如紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法）时，）时，灵敏度较低；灵敏度较低；v（3）电渗会因样品组成而变化，进而影响电渗会因样品组成而变化，进而影响分离重现性。分离重现性。3.与传统电泳技术相比，具备的特点与传统电泳技术相比，具备的特点v（1）分离效率高）分离效率高v（2）分离模式多：毛细管区带电泳、毛细管）分离模式

3、多：毛细管区带电泳、毛细管凝胶电泳凝胶电泳、胶、胶束电动毛细管色谱、毛细管等电聚焦束电动毛细管色谱、毛细管等电聚焦、毛细管等速电泳等。、毛细管等速电泳等。v（3）应用范围广：既能分析有机和无机小分子，又能分析）应用范围广：既能分析有机和无机小分子，又能分析多肽和蛋白质大分子；既能用于带电离子的分离，又能用于多肽和蛋白质大分子；既能用于带电离子的分离，又能用于中性分子的测定。中性分子的测定。v（4）最小检出限低）最小检出限低v（5）分析成本低）分析成本低v（6）样品用量少）样品用量少v（7）仪器简单）仪器简单v（8）环境友好）环境友好4.与高效液相色谱相比，具备的特点与高效液相色谱相比，具备的特

4、点 毛细管电泳毛细管电泳高效液相色谱高效液相色谱 流体流动形式流体流动形式 平流，峰展宽小平流，峰展宽小 层流，峰展宽大层流，峰展宽大 组分分子移动组分分子移动电渗流和电泳流的电渗流和电泳流的共同作用共同作用 有压力流带动有压力流带动 组分分子的扩散组分分子的扩散扩散小，不存在传扩散小，不存在传质阻力，柱效高质阻力，柱效高 有扩散，存在传质阻有扩散，存在传质阻力，柱效低力，柱效低 组分分离组分分离 依据迁移速率的差依据迁移速率的差异异依据分配系数的差异依据分配系数的差异 生物大分子的分离生物大分子的分离 适合适合 不适合不适合 毛细管电泳毛细管电泳(CE)与质谱与质谱(MS)联用技术联用技术(

5、CE-MS)v能快速分离微体积样品中的化合物，及其高效分离能快速分离微体积样品中的化合物，及其高效分离和基于分子量鉴定化合物的能力，使它成为分析复和基于分子量鉴定化合物的能力，使它成为分析复杂生物样品的一种非常有价值的方法。杂生物样品的一种非常有价值的方法。v另外，在各种广泛的诸如毛细管区域电泳，毛细管另外，在各种广泛的诸如毛细管区域电泳，毛细管等电点调焦，和在线等速电泳等技术已经和等电点调焦，和在线等速电泳等技术已经和MS结结合。这些优点使得合。这些优点使得CE-MS在分析复杂生物混合物中在分析复杂生物混合物中广泛使用。广泛使用。CE-MS已经成功地广泛应用于复杂化合已经成功地广泛应用于复杂

6、化合物地分析包括氨基酸，蛋白质消化，蛋白质混合物，物地分析包括氨基酸，蛋白质消化，蛋白质混合物，单个细胞，寡核苷酸，和各种小分子相关的制药工单个细胞，寡核苷酸，和各种小分子相关的制药工业。业。CE-MS的分类CE-MS在线结合的仪器主要包括三个在线结合的仪器主要包括三个部分部分:即即CE系统，系统，CE-MS接口和接口和MS检测器。检测器。v 目前，成功地应用于目前，成功地应用于CE-MS接口中的离子接口中的离子化技术有连续流化技术有连续流-快原子轰击（快原子轰击（CF-FAB）、）、离子喷雾（离子喷雾（IS）、电喷雾（）、电喷雾（ESI）、大气压化）、大气压化学电离、基质辅助激光解吸离子化和

7、等离子学电离、基质辅助激光解吸离子化和等离子体解吸离子化技术等。其中体解吸离子化技术等。其中电喷雾电离电喷雾电离是最是最常用、最成熟的技术。常用、最成熟的技术。CE-MS的结构的结构电喷雾技术电喷雾技术v用来产生用来产生MS分析的所需的离子技术，特别适分析的所需的离子技术，特别适用于与大分子的质谱分析，采用用于与大分子的质谱分析，采用ESI，大分子，大分子在离子化过程中不会碎裂。在离子化过程中不会碎裂。电喷雾技术的优点电喷雾技术的优点接口技术接口技术v接口技术是实现接口技术是实现CE-MS 联用的关键所在。联用的关键所在。CE-MS联用分为在线联用和离线联用。联用分为在线联用和离线联用。CE-

8、MS离线联用的离线联用的关键是对已分离样品的有效收集关键是对已分离样品的有效收集,并不涉及真正意义并不涉及真正意义上的联用接口技术上的联用接口技术;而且与离线联用相比而且与离线联用相比,CE-MS在在线联用具有样品损失少、自动化程度高、分析速度线联用具有样品损失少、自动化程度高、分析速度快等优点快等优点,其应用要比离线联用广泛得多。其应用要比离线联用广泛得多。CE-MS在线联用需要设计合适的接口在线联用需要设计合适的接口,能够将已分离的样品能够将已分离的样品全部转移到质谱仪中全部转移到质谱仪中,同时实现样品快速高效的离子同时实现样品快速高效的离子化，同时接口对技术要求很高。化，同时接口对技术要

9、求很高。CE-ESI-MS接口主要分为鞘液接口和接口主要分为鞘液接口和无鞘液接口两种。无鞘液接口两种。鞘液接口技术鞘液接口技术v鞘液接口技术是最早出现，其优点在于通过提高样鞘液接口技术是最早出现，其优点在于通过提高样品流速使得喷雾更加稳定品流速使得喷雾更加稳定,有利于形成稳定的电流回有利于形成稳定的电流回路路,同时可改变同时可改变CE运行缓冲液的组成运行缓冲液的组成,使其满足使其满足ESI源的检测要求。主要有低流速源的检测要求。主要有低流速(low-flow)鞘液接口，鞘液接口，多通道的多通道的CE-ESI-MS联用鞘液接口。联用鞘液接口。Chang等设计等设计了低流速鞘液接口了低流速鞘液接口

10、,他们将毛细管末端套在装有鞘液他们将毛细管末端套在装有鞘液的离心管中的离心管中,鞘液低速流出与鞘液低速流出与CE 流出物混合流出物混合,离心管离心管中插入一铂丝作为电极以构成电流回路中插入一铂丝作为电极以构成电流回路;低流速可低流速可以降低鞘液的稀释作用以降低鞘液的稀释作用,同时铂丝构成电流回路可以同时铂丝构成电流回路可以避免因流速低所造成的断流。避免因流速低所造成的断流。无鞘液接口技术无鞘液接口技术v无鞘液接口技术由于不存在任何稀释效应而无鞘液接口技术由于不存在任何稀释效应而逐渐受到研究者的青睐。逐渐受到研究者的青睐。v液接型接口液接型接口是无鞘液接口技术中比较特别的是无鞘液接口技术中比较特

11、别的一种。与其他无鞘液接口相比一种。与其他无鞘液接口相比,液接型接口可液接型接口可以通过液接液体来改变以通过液接液体来改变CE运行缓冲液的组成运行缓冲液的组成,使其满足电喷雾离子源的要求。与鞘液接口使其满足电喷雾离子源的要求。与鞘液接口相比相比,液接型接口不存在鞘液的稀释作用，但液接型接口不存在鞘液的稀释作用，但这种接口会存在液体死体积问题。这种接口会存在液体死体积问题。芯片芯片CE与与ESI-MS联用的方法主要分联用的方法主要分为两类为两类:v一类是将一类是将ESI源和源和CE 微芯片整合在一起微芯片整合在一起,另另一类是把毛细管喷雾器附加在一类是把毛细管喷雾器附加在CE 微芯片内。微芯片内。后者的应用更为广泛后者的应用更为广泛,其优势在于更有利于装其优势在于更有利于装置的微型化。置的微型化。