1、导师：导师：朱金坤朱金坤答辩人：答辩人：陈文亚陈文亚 学院：学院：化学材料与工程学院化学材料与工程学院专业：专业：2010 2010级应用化学（级应用化学（2 2）班）班目录实验原理实验原理仪器与试剂仪器与试剂实验部分实验部分结果与讨论结果与讨论实验方法学考察实验方法学考察1.1.毛细管电泳的原理毛细管电泳的原理:毛细管电泳毛细管电泳技术是一种以毛细管为分离通道、技术是一种以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，根据被以高压直流电场为驱动力，根据被分析物离子淌度和电荷的差异实现分析物离子淌度和电荷的差异实现分离分析的一种现代化技术。粒子分离分析的一种现代化技术。粒子体积越小，溶液粘度越小，
2、电场强体积越小，溶液粘度越小，电场强度越大，离子所带电荷越多电泳速度越大，离子所带电荷越多电泳速度就越大。度就越大。CECE的基本原理概括为的基本原理概括为电电泳迁移、电渗迁移、粒子总的迁移泳迁移、电渗迁移、粒子总的迁移速度速度三个部分。三个部分。一、实验原理一、实验原理毛细管电泳中离子电泳迁移图毛细管电泳中离子电泳迁移图电渗流示意图电渗流示意图毛细管电泳中离子的总迁移速度图毛细管电泳中离子的总迁移速度图2.2.安培检测方法的原理安培检测方法的原理:安培检测器的检测池是由工作电极、参比电极和对电极组成的三电极体安培检测器的检测池是由工作电极、参比电极和对电极组成的三电极体系构成。在工作电极上发
3、生电化学反应系构成。在工作电极上发生电化学反应,但反应的前提条件是工作电极与参比但反应的前提条件是工作电极与参比电极之间有一适当电位。电极之间有一适当电位。本实验采用差分脉冲电流法，运用此方法可以获得本实验采用差分脉冲电流法，运用此方法可以获得更稳的基线，减小信噪比，可以防止电极上氧化反应的产物毒化电极的表面更稳的基线，减小信噪比，可以防止电极上氧化反应的产物毒化电极的表面,以防抑制进一步检测。以防抑制进一步检测。为使工作电极表面钝化的问题得以解决为使工作电极表面钝化的问题得以解决,在脉冲安培检在脉冲安培检测实验中，采用三阶电位测实验中，采用三阶电位E1E1、E2E2和和E3E3差分脉冲电流法
4、的最佳操作参数差分脉冲电流法的最佳操作参数E1E1、E2E2和和E3E3的选择过程中，较实用的方法是：先将的选择过程中，较实用的方法是：先将E1E1设定为一个小的正电位值，设定为一个小的正电位值，E2E2设为工作电极的正的极限电位值设为工作电极的正的极限电位值,E3,E3设在负的极限电位附近设在负的极限电位附近,然后改变然后改变E1E1值以值以获得最佳的检测信号。获得最佳的检测信号。仪器仪器 电子天平，烧杯，容量瓶，移液管，电子天平，烧杯，容量瓶，移液管，移液枪，离心管，助推器，胶头滴移液枪，离心管，助推器，胶头滴管，玻璃棒，滤头，滤膜等。毛细管，玻璃棒，滤头，滤膜等。毛细管电泳管电泳-安培检
5、测系统为实验室组安培检测系统为实验室组装：高压电源，弹性石英毛细管装：高压电源，弹性石英毛细管（50 50 m i.d.m i.d.360 360 m o.d.,80 m o.d.,80 cmcm），），CHI 660cCHI 660c电化学工作站。三电化学工作站。三电极体系：内径电极体系：内径100100m m金圆盘电极金圆盘电极为工作电极，饱和甘汞电极（为工作电极，饱和甘汞电极（SCESCE）为参比电极，铂丝为对电极等为参比电极，铂丝为对电极等。试剂试剂 宁夏枸杞，宁夏枸杞，D-D-果糖，葡萄糖，果糖，葡萄糖，D-D-甘甘露糖，露糖，D-(+)-D-(+)-木糖，木糖，L-(+)-L-(+
6、)-树胶醛树胶醛糖，糖，-L-(+)-L-(+)-鼠李糖，一水，鼠李糖，一水，D-D-半乳糖，实验用水为二次水半乳糖，实验用水为二次水(二次二次石英亚沸水石英亚沸水)，浓硫酸，氢氧化钠。，浓硫酸，氢氧化钠。二、仪器和试剂二、仪器和试剂三、实验部分三、实验部分1.1.新毛细管的处理。新毛细管的处理。2.2.配制主要溶液配制主要溶液：糖标准溶液的配制、枸杞样品溶液的制备、缓冲液氢氧化：糖标准溶液的配制、枸杞样品溶液的制备、缓冲液氢氧化钠的配制。钠的配制。3.3.最佳实验条件的选择：（最佳实验条件的选择：（1 1）工作电极和检测电位的选择、（）工作电极和检测电位的选择、（2 2）电泳安培）电泳安培检
7、测运行液检测运行液NaOHNaOH浓度的选择、（浓度的选择、（3 3）最佳分离电压条件的选择、（）最佳分离电压条件的选择、（4 4）最佳进）最佳进样时间的选择。样时间的选择。4.4.用差分脉冲电流法对枸杞中糖类成分进行分析用差分脉冲电流法对枸杞中糖类成分进行分析。3-（1）检测电位的选择检测电位的选择不同检测电位下，葡萄糖、半乳糖、不同检测电位下，葡萄糖、半乳糖、木糖（木糖（5.05.010-4 mol/L10-4 mol/L）的电极）的电极响应流体伏安图；除工作电极电位响应流体伏安图；除工作电极电位外，其他均采用外，其他均采用CZE-ADCZE-AD最佳分离检最佳分离检测条件。测条件。随着检
8、测电位增大，糖类随着检测电位增大，糖类在金电极上的响应信号有明显增强。在金电极上的响应信号有明显增强。但但0.325 V0.325 V之后，基线电流（之后，基线电流（basebase）也快速增大也快速增大，故此，为了获得最佳，故此，为了获得最佳灵敏度和信噪比，本实验选则检测灵敏度和信噪比，本实验选则检测电位为电位为0.325V0.325V（vs.SCEvs.SCE）。）。0.150.200.250.300.350.400.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5Current/nAPotential/V 基线 甘露糖 果糖 葡 萄糖3-（2）运行液NaOH浓度的选择如右图，如右
9、图，当当NaOHNaOH浓度等于浓度等于0.07 0.07 molmol/L L时，葡萄糖能较好的与其时，葡萄糖能较好的与其他糖分离；当他糖分离；当NaOHNaOH浓度浓度小于小于0.07 0.07 molL-1molL-1时，虽然果糖、甘露糖时，虽然果糖、甘露糖与葡萄糖都出与葡萄糖都出峰峰，但峰很低，但峰很低，出出峰性不明显峰性不明显；当；当NaOHNaOH浓度浓度高于高于0.07 mol0.07 mol/L L时，时，不能实现不能实现3 3种糖种糖的完全分离，的完全分离，而且迁移时间随着而且迁移时间随着NaOHNaOH浓度的增加而出现不必要的浓度的增加而出现不必要的延长，而且延长，而且电泳
10、体系的稳定性也电泳体系的稳定性也会下降会下降。所以，本实验选择。所以，本实验选择0.07 0.07 molL-1 NaOHmolL-1 NaOH溶液为最佳运行溶液为最佳运行缓冲液。缓冲液。0.030.040.050.060.070.0813.514.014.515.015.516.016.517.017.518.0Migration time/minNaOH mmol/L 甘露糖 果糖 葡 萄糖3-（3）最佳分离电压条件的选择实验条件下，实验条件下，当分离电压较低时，当分离电压较低时，毛细管中电渗流（毛细管中电渗流（EOFEOF）较小，待）较小，待测糖类组分有较为充分的时间根据测糖类组分有较为
11、充分的时间根据淌度差异实现分离，但淌度差异实现分离，但分析测试所分析测试所需时间较长，需时间较长，且且CZE-ADCZE-AD检测峰信号检测峰信号有展宽；当有展宽；当分离电压大于分离电压大于1 17 7 kVkV时时，因因EOFEOF过大，待测糖类组分在毛细过大，待测糖类组分在毛细管中电泳分离时间短，管中电泳分离时间短，会发生葡萄会发生葡萄糖、果糖等糖、果糖等CZE-ADCZE-AD信号峰的部分重信号峰的部分重叠。叠。在保证有效分离的前提下，选在保证有效分离的前提下，选择择1 17 7 kV kV为实验操作分离电压，为实验操作分离电压，20 20 minmin内可实现待测糖类的快速分离内可实现
12、待测糖类的快速分离检测。检测。151617181980010001200140016001800migration time/sSeperation voltage/KV 葡 萄糖 果糖 甘露糖四、实验方法学考察1.线性和检测限考察：线性和检测限考察：在选定的在选定的最佳最佳CE-ADCE-AD检测条件下，对一系列浓度从检测条件下，对一系列浓度从1.010-61.010-3 mol/L的的待测糖类标准溶液进行了分析测试，结果表明：三种待测糖的定性检测下限待测糖类标准溶液进行了分析测试，结果表明：三种待测糖的定性检测下限（LODLOD）为）为1.010-7 mol/L（S/N=3），线性范围为，
13、线性范围为5.010-65.010-4 mol/L。这这表明该表明该方法具有较高的灵敏度方法具有较高的灵敏度和和较为适宜的线性范围，适用于实际待测样品的较为适宜的线性范围，适用于实际待测样品的分析测定。分析测定。糖类糖类 检测下限（检测下限（LOD）线性范围线性范围 线性方程线性方程(I:nA,c:mol/L)果糖果糖 3.510-6 mol/3.910-64.510-4 mol/L I=3.72104c+0.06葡萄葡萄 4.210-6 mol/L4.810-65.010-4 mol/L I=4.19104c+0.05甘露糖甘露糖 7.610-6 mol/L8.110-65.010-4 mo
14、l/LI=3.94104c+0.08 2.精密度考察：精密度考察：同一条件下，采用同一条件下，采用5.05.01010-4-4mol/Lmol/L的待测糖标准溶液重复进样检测的待测糖标准溶液重复进样检测6 6次，次，果糖、甘露糖、葡萄糖的迁移时间的相对标准偏差（果糖、甘露糖、葡萄糖的迁移时间的相对标准偏差（RSDRSD）分别为：）分别为：1.92%1.92%，1.12%1.12%，1.02%1.02%；响应峰电流；响应峰电流RSDRSD分别为：分别为：1.52%1.52%，1.01%1.01%，0.91%0.91%。结果表明，结果表明，该该CE-ADCE-AD方法对方法对3 3种糖具有良好的分
15、离、检测重现性。种糖具有良好的分离、检测重现性。3.3.回收率实验：回收率实验：实验采用加标回收试验，考察了对实际检测样品（枸杞）中糖类组分测实验采用加标回收试验，考察了对实际检测样品（枸杞）中糖类组分测试的可靠性。结果试的可靠性。结果表明，表明，三种糖标准品的回收率均在三种糖标准品的回收率均在95.00%95.00%98.00%98.00%之间，之间，相对标准偏差相对标准偏差在在4.00%4.00%以内，表明该以内，表明该CE-ADCE-AD方法对枸杞中的糖分析检测准确可方法对枸杞中的糖分析检测准确可靠。靠。五、实验结论五、实验结论 实验结果表明，采用熔融石英实验结果表明，采用熔融石英毛细管、金电极，在选定的分离检毛细管、金电极，在选定的分离检测条件下可以实现对枸杞中常见糖测条件下可以实现对枸杞中常见糖类成分：甘露糖、葡萄糖、果糖的类成分：甘露糖、葡萄糖、果糖的CE-ADCE-AD检测。方法应用于枸杞中糖检测。方法应用于枸杞中糖类成分的测定，为检测枸杞中糖类成分的测定，为检测枸杞中糖类类成分成分含量含量提供参考方法与实验数据提供参考方法与实验数据，并可根据检测结果建立快速准确的并可根据检测结果建立快速准确的枸杞质量评价方法枸杞质量评价方法，以便于人们根，以便于人们根据不同需要购买不同地方的枸杞。据不同需要购买不同地方的枸杞。
