Principi i mjerenje kapilarnom elektroforezom

1. Princip i izvedba kapilarne
elektroforeze

2. Kapilarna elektroforeza
je izvedena u uskim kanalima (25 do 100 μm i.d.),
fuzionirane silicijeve kapilare
primjenjuje visoke napone (do 30 kV) i visoka električna
polja (do 500 V / cm) preko kapilare
visoka otpornost kapilara ograničava proizvodnju
električne energije i unutarnje grijanje
ima visoku učinkovitost (Nu003e 105 do 106) i kratko
vrijeme analize
zahtijeva mali volumen uzorka (1 do 50 nL injektiran) i
djeluje u vodenom mediju,
ima brojne načine za promjenu selektivnosti, širok raspon
primjene i automatsku instrumentaciju

3. Teorija kapilarne elektroforeze
Migracija komponenti
uzorka ovisi o:
Elektroforetska pokretljivost
(µ)
(odgovor otopljene tvari na
primijenjeno električno polje)
Elektroosmotski tijek (EOF)
(nastaje kada se pufer kreće
kroz kapilaru kao odgovor na
primijenjeno električno polje)

4. Teorija kapilarne elektroforeze
Elektroforetska pokretljivost, µ
μep = q6πηr
Elektroforetska brzina νep (brzina otopljene tvari u odgovoru na primijenjeno
električno polje)
νep = μepE
νep i μep e povećava za više napunjene otopine i za otopine manje veličine.
q – solute naboj; η - viskoznost pufera; r -
radijus otopljene tvari.
μep - elektroforetska pokretljivost otopljene
tvari ; E - veličinu primijenjenog električnog
polja.

5. Teorija kapilarne elektroforeze
Elektroosmotski tijek (EOF)
• uzrokovan je nanošenjem visokog napona
na kapilaru ispunjenu elektrolitom
Elektroosmotski tijek brzina, νeof
νeof = μeofE E - primijenjeno električno polje,
μeof elektrostosmotska pokretljivost pufera
ε dielektrična konstanta otopine, η - viskoznosti otopine
E - jačina polja, ζ - zeta potencijal
Elektroosmotska pokretljivost, Μeof
Μeof = εζ4πη
Elektrososmotski tijek, μEOF
μEOF=ϵ4πηEζ

6. Instrumentacija za kapilarnu elektroforezu
Shematski prikaz sustava kapilarne elektroforeze

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

8. Sustav ubrizgavanja

9. Otkrivanje
https://www.intechopen.com/books/electrophoresis/numerical-modelling-of-light-
propagation-for-development-of-capillary-electrophoretic-and-photochemi
Slično detektorima LC, ali površina pika ovisi o brzini kretanja kroz detektor i ne ovisi o vremenu zadržavanja; Uglavnom "na
stupcu", tj. Kapilarnim oblicima protočne ćelije
Kratka duljina staze daje smanjenu osjetljivost. Možda će biti potrebne neizravne metode za povećanje osjetljivosti
UV-VIS
Laserski inducirana fluorescencija (LIF)
Elektrosprejna ionizacija (ESI)
Kemiluminescencija

10. Tehnike kapilarne
elektroseparacije
Elektroforeza kapilarne zone (CZE)
Kapilarna elektrohromatografija
(CEC)
Micelarna elektrokinetička kapilarna kromatografija
(MECC ili MEKC)
Kapilarna izoelektrična fokusiranja (CIEF)
Elektroforeza kapilarnog gela (CGE)
Kapilarna izotahoforeza (CITP)
Kapilarni elektroforetski imunološki test (CEIA)

11. Kategorizacijatehnikaelektroforeze
Elektroforeza
Kontinuirani
sustav
Kinetički proces
(CEC, CZE,
MEKC, CGE)
Proces stabilnog
stanja (CIEF)
Prekinuti sustav
(CITP)

12. Elektroforeza kapilarne zone (CZE)
• Odvajanje nabijenih molekula temeljenih na elektroforetskim
mobilnostima i brzinama migracije
• Detekcija nabijenih vrsta, uključujući anorganske anione i
katione, organske kiseline i amine, te velike biomolekule kao što
su proteini.
EOF
- -- +
++
Anode
Catode

13. Elektroforeza kapilarnog gela (CGE)
• Uzorci se ubrizgaju elektrokinetički.
• Razdvajanje velikih biomolekula, uključujući fragmente DNA,
proteine i oligonukleotide.
Anode Catode

14. Kapilarno izoelektrično fokusiranje (CIEF)
Razdvajanje bioloških molekula uglavnom proteina, na temelju
razlika između izoelektričnih točaka (pI)
-
+ -
- +
++
Anode Catode
- -- -
-
+
+
++
-
+
-
+

15. Micelarna elektrokinetička kromatografija (MEKC)
• Odvajanje neutralnih i nabijenih otopina
• Odvajanje neutralnih molekula temelji se na hidrofobnoj interakciji
otopljenih tvari s micelama.
• Razdvajanje velikog broja uzoraka, uključujući mješavine
farmaceutskih spojeva, vitamina i eksploziva
EOF flow
Anode Catode
Electroforetic velocity
of the micelle
micelle
analites

16. Kapilarna elektrokromatografija (CEC)
• Hibrid HPLC-a i C
• Kapilara je ispunjena stacionarnom
fazom, a selektivnost razdvajanja ovisi o
prekidu između stacionarne i mobilne
faze.
• Razdvajanje blisko povezanih spojeva,
kratkog trajanja i povećane prolaznosti
uzorka.
• Dodatno razdvajanje pokretima rješava
nabijene i neutralne komponente.
EOF flow
Anode Catode
https://www.sciencedirect.com/science/articl
e/pii/S0039914017310433

17. • Applications of the capillary electrophoresis
Capillary
electrophoresis
Biochemistry
Pharmacology
Toxicology
Clinical
chemistry
Forensic
biochemitry
Chemistry