毛細管電色譜技術(shù)

1、20世紀50年代，Muold 將電場引入薄層色譜，分離了膠棉中多糖成分。1974年，Pretorius將電場引入毛細管填充柱色譜，分離了數(shù)種溶質(zhì)。1981年，Jorgenson 將10mODS填料填入170 m i.d.的Pyrex玻璃柱， 成 功分離了數(shù)種多環(huán)芳烴，第一次向世人顯示了CEC 的巨大潛力。 定義：以電滲流為驅(qū)動力，同時在毛細管內(nèi)填充或在內(nèi)壁涂覆、鍵合或交聯(lián)色譜固定相的一種微柱液相色譜技術(shù)。Jorgenson, J.W., Lukacs, K.D., J.Chromatogr.1981,218.209216 電驅(qū)動和壓力驅(qū)動下的流型比較電驅(qū)動和壓力驅(qū)動下的流型比較 毛細管電色譜特

2、點毛細管電色譜特點分離效率比HPLC 高選擇性比CE 高分析速度快，分析結(jié)果重現(xiàn)性好可實現(xiàn)樣品的富集和預濃縮 High Efficiency&High SelectivityHigh Efficiency&High SelectivityHigh Efficiency&High SelectivityKnox 研究表明：只要填料顆粒粒徑0.5m,電滲流速度就與填料的大小 無關(guān)，與填充均勻程度也沒有關(guān)系，所以分離效率高，重現(xiàn)性好。HPLC： 510mCEC: 1.53.0m分子擴散項 實驗條件選擇 操作電壓 適當提高有利于快速分離緩沖液pH和濃度 10mmol/L 有機溶

3、劑種類和濃度 柱子的長度開管柱電色譜填充柱電色譜整體柱電色譜開管柱電色譜開管柱電色譜定義： 在毛細管內(nèi)壁鍵合、涂覆固定相在毛細管內(nèi)壁鍵合、涂覆固定相優(yōu)缺點：制備簡單，柱效高制備簡單，柱效高 相比低，柱容量小相比低，柱容量小 蝕刻法蝕刻法溶膠溶膠-凝膠法凝膠法原位聚合多孔聚合物法原位聚合多孔聚合物法J.J. Pesek, et al. J Chromatogr A,2000,887,31C. Horvath, et al. J. Chromatogr. A,1999, 858, 91填充柱電色譜填充柱電色譜 定義: 固定相填充在毛細管內(nèi)固定相填充在毛細管內(nèi) 制制 柱柱 步步 驟驟優(yōu)點：優(yōu)點： 制

4、備步驟繁瑣 重現(xiàn)性較差 缺點：缺點：優(yōu)勢：高的柱優(yōu)勢：高的柱效；豐富的固效；豐富的固定相資源定相資源整體柱電色譜整體柱電色譜定義：在毛細管內(nèi)原位聚合反應或固化在毛細管內(nèi)原位聚合反應或固化 ，形成均一整體的，形成均一整體的 固定相。固定相。整體柱有機聚合物整體柱硅膠整體柱顆粒固定化整體柱雜化材料整體柱有機聚合物整體柱有機聚合物整體柱常用單體常用單體ONH2OOOClOO常用交聯(lián)劑常用交聯(lián)劑基于聚丙烯酰胺的整體柱基于聚丙烯酰胺的整體柱Research groups:Hjerten S.Freitag R.Novotny M.V.Fujimoto C, Fujise Y. Anal.Chem., 1

5、996,68,27532757 Separation of polycyclic aromatic hydrocarbonsSeparation of acidic and basic polypeptides基于聚苯乙烯的整體柱基于聚苯乙烯的整體柱C. Horvath, et al. J. Chromatogr. A, 1999, 855,273Research groupsHorvath C.Zou H.基于聚丙烯酸酯的整體柱基于聚丙烯酸酯的整體柱Research groupsFrechet J.M.JZou H.F.El Rassia Z.硅膠整體柱硅膠整體柱硅膠整體柱的特點硅膠整體柱的

6、特點 良好的機械強度，耐有機溶劑良好的機械強度，耐有機溶劑 硅膠骨架和通孔尺寸可獨立控制硅膠骨架和通孔尺寸可獨立控制 Fast separation of five -blocking drugs HPLCK. Cabrera, J. Sep. Sci., 2004, 27, 843Chromatogram for the separation of alkylbenzenes on a C8-erivatized silica monolith Experimental conditions: column, total length (TL) of 30cm and effective l

7、ength (EL) of 10cm; mobile phase, 5mM phosphate buffer (pH 7)，40% MeCN; applied voltages, 12 kV. Samples: (1) thiourea; (2) benzene; (3) toluene; (4) ethylbenzene; (5) butylbenzene. 顆粒固定化型整體柱顆粒固定化型整體柱優(yōu)點： 整體式固定相 不需要制備柱塞 缺點： 填料性能會受到影響 本質(zhì)上屬于填充柱雜化材料整體柱雜化材料整體柱 手性分離 藥物分析 蛋白質(zhì)、肽分離 核苷、核苷酸和堿基 糖實例1 手性電色譜整體柱分離手

8、性藥物thalidomideNNOOOO*Worldwide sales of chiral drugsChem. & Eng. News, 2001, Vol. 79, No. 40, pp79350452614812133070693411800300600900120015001993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000100 million $N. M. Maier, P. Franco, W. Lindner, J. Chromatogr. A 906(2001)3-33ChromatographyHPLC CEC 實例2 親水作用色譜分離肽

9、 Typical stationary phases used in HI-CEC 五種肽在CZE 和HI-CEC模式下的分離 HI-CEC分離肽異構(gòu)體 實例3 親水作用色譜分離糖在線（柱）富集與分離微流控芯片電色譜Short and long injection in CE自富集效應( Self concentraion effect )溶劑梯度效應（solvent gradient effect ）Sample concentration: 18g/mL 0.18 g/mL Sample solution : 80% ACN in 5mmol Tris 20% ACN in 5mmol TrisInjection: 1kV 1s 10kV 60min 場放大效應（solvent gradient effect ）Sample concentration: 10g/mL 0.1 g/mL Sample solution : 80% ACN in 5mmol NaAc 10% ACN in 1mmol TrisInjection: 2kV 1s 10kV 300s 微流控芯片電色譜微流控芯片電色譜Chromatogram of