A kapilláris elektroforézis elve és lehetőségei

1. A kapilláris elektroforézis
elve és lehetőségei

2. Kapilláris elektroforézis
szűk keresztmetszetű (25-100 μm i.d.), olvasztott szilícium-
dioxid kapillárisokban történik
magas feszültséget (legfeljebb 30 kV) és nagy elektromos
mezőket (legfeljebb 500 V / cm) alkalmaz a kapillárison keresztül
a kapilláris nagy ellenállása korlátozza az áram terelését
és a belső fűtést
has high efficiency (N>105to 106) and short analysis time
kis minta térfogatra van szükség (1-50 nL injekció), és vizes
közegben működik,
számos módja van a szelektivitás, a széles alkalmazási
tartomány és az automatizált műszerek változtatására

3. Kapilláris elektroforézis elmélete
A minta összetevőinek
migrációja a függ
Elektroforetikus mobilitás (µ)
(az oldott anyag reakciója az
alkalmazott elektromos térre)
Elektroozmotikus áramlás
(EOF) (akkor fordul elő, amikor
a puffer a kapillárison áthalad
az alkalmazott mezőre)

4. Kapilláris elektroforézis elmélete
Elektroforetikus mobilitás µ
μep = q6πηr
Elektroforetikus sebesség, νep (az oldott anyag sebessége az alkalmazott
elektromos mezőre adott válaszként)
νep = μepE
νep és μep megnő a nagyobb töltésű oldott anyagok és a kisebb méretű oldott
anyagok esetében.
q - oldott anyag töltése; η - a puffer
viszkozitása; r - oldott anyag sugara.
μep - az oldott anyag elektroforetikus
mobilitása; E - az alkalmazott elektromos tér
nagysága.

5. Kapilláris elektroforézis elmélete
Elektroozmotikus áramlás (EOF)
• az elektrolittal töltött kapilláris nagyfeszültségének
történő kitettsége miatt keletkezik
Elektroozmotikus áramlás sebessége, νeof
νeof = μeofE E az alkalmazott elektromos mező
μeof a puffer elektroozmotikus mobilitás
ε - az oldat dielektromos állandója, η – az oldat viszkozitása
E - a mező ereje, ζ - a zeta potenciál
Elektroozmotikus mobilitás, Μeof
Μeof = εζ4πη
Elektroozmotikus áramlás,
μEOF
μEOF=ϵ4πηEζ

6. Kapilláris elektroforézis műszerek
A kapilláris elektroforézis rendszer sematikus ábrázolása

7. Kapilláris
https://www.mun.ca/biology/scarr/Capillary_electrophoresis.html

8. Injektáló rendszer

9. Detektálás
https://www.intechopen.com/books/electrophoresis/numerical-modelling-of-light-
propagation-for-development-of-capillary-electrophoretic-and-photochemi
Az LC detektorokhoz hasonlóan, de a csúcsterület a detektoron keresztüli mozgás sebességétől függ, és nem
függ a retenciós időtől; Elsősorban „oszlopon”, azaz kapilláris formájú áramlási cella
A rövid út hossza csökkenti az érzékenységet. Közvetett módszerekre lehet szükség az érzékenység
UV-VIS
Lézer által kiváltott fluoreszcencia (LIF)
Elektrospray ionizálás (ESI)
kemilumineszcencia

10. Kapilláris
elektroszeparációs
technikák
Kapilláris zóna elektroforézis (CZE)
Kapilláris elektrokromatográfia (CEC)
Mikelláris elektrokinetikus kapilláris kromatográfia
(MECC vagy MEKC)
Kapilláris izoelektromos fókuszálás (CIEF)
Kapilláris gélelektroforézis (CGE)
Kapilláris izotachoforézis (CITP)
Kapilláris elektroforetikus immunvizsgálat (CEIA)

11. Azelektroforézistechnikákkategorizálása
elektroforézis
Folyamatos
rendszer
Kinetikus folyamat
(CEC, CZE, MEKC,
CGE)
Nyugvó állapotú
folyamat (CIEF)
Szakaszos rendszer
(CITP)

12. Kapilláris zóna elektroforézis (CZE)
• A feltöltött molekulák elválasztása elektroforetikus mobilitás és
migrációs sebességek alapján
• A feltöltött egyedek, köztük a szervetlen anionok és kationok,
szerves savak és aminok, és nagy biomolekulák, például fehérjék
kimutatása.
EOF
- -- +
++
Anode
Catode

13. Kapilláris gélelektroforézis (CGE)
• A mintákat elektrokinetikusan injektáljuk
• Nagy biomolekulák, köztük a DNS-fragmensek, fehérjék és
oligonukleotidok elválasztása.
Anode Catode

14. Kapilláris izoelektromos fókuszálás (CIEF)
A biológiai molekulák elkülönítése főként fehérjék, az izoelektromo
pontok közötti különbségek alapján
-
+ -
- +
++
Anode Catode
- -- -
-
+
+
++
-
+
-
+

15. Mikelláris elektrokinetikai kromatográfia (MEKC)
• A semleges és a töltött oldott anyagok elválasztása
• A semleges molekulák elválasztása az oldott anyagok hidrofób
kölcsönhatásán alapszik
• Különböző minták elkülönítése, beleértve a gyógyszerészeti
vegyületek, vitaminok és robbanóanyagok keverékeit is
EOF flow
Anode Catode
Electroforetic velocity
of the micelle
micelle
analites

16. Kapilláris elektrokromatográfia (CEC)
• A HPLC és a CE hibridje
• A kapilláris rendelkezik nyugalmi fázissal, és a
szeparációs szelektivitás függ a nyugalmi és a
mozgó fázisok közötti partíciótól.
• A szorosan összefüggő vegyületek elválasztása,
rövid futási idő és nagyobb minta
áteresztőképesség
• Kiegészítő szétválasztás a motilitás segítségével
feloldja a feltöltött és semleges
komponenseket.
EOF flow
Anode Catode
https://www.sciencedirect.com/science/articl
e/pii/S0039914017310433

17. • A kapilláris elektroforézis alkalmazása
Kapilláris
elektroforézis
Biokémia
Farmakológia
Toxicológia
Klinikai kémia
Törvényszéki
biokémia
Kémia
AngolAngol