Элементы метода капиллярного электрофорезаМатериалы / Элементы метода капиллярного электрофорезаСтраница 1
Введение
Опыт современной науки показывает, что сочетание казалось бы противоположных свойств приводит к получению новых, неожиданных результатов. Именно такое сочетание свойств воды (водных растворов электролитов) и "камня" (диоксида кремния, кварца, из которого изготовлен капилляр), позволили создать новый метод анализа, который носит название капиллярного электрофореза (КЭФ). Собственно и электрофорез и капиллярность были известны достаточно давно, но только несколько десятилетий назад удалось разработать новый метод анализа, в котором эти явления используются для разделения проб сложного состава на составляющие компоненты.
Капиллярный электрофорез – это метод анализа сложных смесей, использующий электрокинетические явления – электромиграцию ионов и других заряженных частиц и электроосмос – для разделения и определения компонентов. 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, возмущающие факторы, как то: диффузионные, сорбционные, конвекционные, гравитационные и т.п., в капилляре существенно ослаблены, благодаря чему достигаются рекордные эффективности разделений.
Капиллярный электрофорез - это метод разделения с использованием кварцевого капилляра заполненного гелем сложных смесей состоящих из больших и малых молекул. Для многих смесей капиллярный электрофорез позволяет получить лучшее разделение по сравнению с другими стандартными методами. Капиллярный электрофорез имеет целый ряд достоинств: ●Высокая разрешающая способность. ●Высокая скорость анализа до 15 мин. ● Возможность анализа любых веществ, вне зависимости от молекулярной массы, гидрофобности и заряда. ●Минимальный объем анализируемого образца (ввод пробы 10 – 100 нл). ●Низкий расход реагентов. ●Многоразовые регенерируемые капилляры. ●Минимальная пробоподготовка. ●Высокая чувствительность при использовании LIF детектора (до 10-11 М). ●Возможность полной автоматизации исследований.
Основы метода
Теоретические основы капиллярного электрофореза достаточно сложны, что обусловлено использованием в этом методе свойств поверхности раздела двух фаз - жидкости и твердого тела, свойств вязкости жидкости и свойств ионной электропроводности жидкости, потому, не претендуя на академическую строгость изложения, постараемся продемонстрировать основные моменты метода капиллярного электрофореза.
|
Рис. 1. Схема процессов, происходящих на поверхности кварца а) ювенильная (свежесозданная) поверхность кварца б) образование силанольных групп на поверхности кварца в) диссоциация силанольных групп в водном электролите г) гидратация образовавшихся ионов д) связывание части катионов с поверхностью, формирование двойного электрического слоя |
Обратимся к процессам, происходящим на границе раздела двух фаз: внутренней поверхности кварцевого капилляра и водного раствора электролита, заполняющего капилляр. На свежеобразованной (ювенильной) поверхности плавленого кварца (SiO2) находятся главным образом силоксановые группы (рис. 1а). При контакте с парами воды или водными растворами силоксановые группы, обладающие двойными связями, оказываются неустойчивыми и, присоединяя молекулу воды, образуют силанольные группы (рис. 1б). При контакте поверхности кварца с водными растворами, силанольные группы диссоциируют с отщеплением ионов Н+ (рис. 1в). Степень диссоциации зависит от температуры и состава водного раствора, в частности от величины рН. При рН> 2,5 на поверхности кварца образуются диссоциированные силанольные группы, которые создают отрицательный поверхностный заряд.
Смотрите также
Химия платины
Платина -
один из самых ценных благородных металлов, обладающий рядом важных свойств,
благодаря которым используется не только в ювелирной промышленности, но и во
многих отраслях промышленн ...
Синтез и свойства амилнитрита
Амилнитрит C5H11NO2
(изоамиловый эфир азотистой кислоты). Молекулярная масса (в а. е. м.): 117,15.
Температура кипения (в °C): 104. Прозрачная желтоватая, легкоподвижная,
весьма летучая жид ...