Уникальный физический метод анализа, изучающий миграцию в тонком капилляре (в растворе электролита) заряженных частиц под воздействием электрического поля, называют капиллярным электрофорезом. При этом, скорость движения частиц зависит не только от их электрофоретической подвижности, но и электроосмотической подвижности самого буферного раствора.
Капиллярный электрофорез также называют капиллярным зональным электрофорезом (англ. CZE), разделяющим ионы по заряду. Как мы знаем, при обычном электрофорезе заряженные молекулы находятся в движении в проводящей жидкости под воздействием электрического поля.
Метод капиллярного электрофореза воплощен в специальных аналитических приборах, называемых приборами или системами капиллярного электрофореза. Большинство существующих приборов капиллярного электрофореза детектируют изменённое поглощение излучения в ультрафиолете или в обычном видимом свете.
Допустимо расширение капиллярной трубки в точке детектирования. Такой вариант трубки называют пузырьковой ячейкой.
В ином варианте увеличение пути света решается добавлением дополнительного капилляра.
Флуоресценцию, как способ детектирования, применяют при капиллярном электрофорезе некоторых образцов, которые обладают естественной флуоресценцией, или химических модификаций, которые вводят флуоресцентные метки. Данный способ гарантирует высокую чувствительность, но не подходит для определения ряда образцов, не имеющих флуоресценции.
Некоторые системы капиллярного электрофореза детектируют флуоресценцию при помощи лазера в пределах 10-18-10-21 моль.
Для различения сходных образцов, системы разделения капиллярным электрофорезом подключают к масс-спектрометрам. В данных системах конец капилляра находится в устройстве электроаэрозольной ионизации. Уже ионизированные частицы анализируют масс-спектрометрией.
Варианты капиллярного электрофореза, имеют различные принципы и механизмы разделения.
Самый популярный вариант − капиллярный зонный электрофорез (КЗЭ), использующий один буфер как разделяющую среду. Разделение компонентов пробы основано на том, что подвижность у заряженных молекул или ионов разная.
Такой метод повсеместно применим при определении пептидов, белков, аминокислот, лекарственных препаратов, неорганических ионов и ряда других объектов.
Разновидностью КЗЭ является капиллярный ионный анализ, при котором возможно определение неорганических ионов, не поглощающих свет в УФ-области спектра. Данный анализ использует косвенное фотометрическое детектирование, что возможно благодаря введению в буфер для электрофореза катионов, способных поглощать свет в УФ-области спектра.
Метод капиллярной электрокинетической хроматографии использует разделение нейтральных частиц во время их распределения между движущимися в электрическом поле частицами и электролитом, заполняющим капилляр.
Выделим разновидности капиллярной электрокинетической хроматографии:
- мицеллярная;
- ионообменная;
- лигандообменная и пр.
В основном, при разделении в КЭ используют кварцевые капилляры, с внешним полимерным нанесением (обычно – полиимидным), что повышает их механическую прочность. Гораздо реже применяют полимерные капилляры, как правило из тефлона.
Надежность термостатирования капилляра − главное требование для получения воспроизводимых времен миграции анализируемого соединения и площади результирующего пика, что необходимо для достоверного количественного анализа.
Оптимальность размеров капилляра − это всегда компромисс между необходимой чувствительностью определения и гарантией способности высокого разрешения.
Проба вводится в капилляр тремя способами: электрофоретическим, электрокинетическим или вытеснительным. Кратко рассмотрим указанные способы:
- Электрофоретический ввод пробы.
На концы капилляра подаётся высокое напряжение на определённый промежуток времени (при этом входной конец капилляра погружён в раствор пробы). Ионы пробы начинают перемещение в капилляр согласно их электрофоретической подвижности. - Электрокинетический ввод пробы.
Исследуемые компоненты пробы перемещаются в капилляр в следствие соотношения давления (электроэндоосмотического) и подвижности (электрофоретической). - Вытеснительный ввод пробы.
Создаётся черезмерное внешнее давление инертного газа, приложенного к ёмкости с образцом, или при создании вакуума на выходе из капилляра.
Вытеснение также возможно в случае изменения уровня/высоты резервуара, в котором находится образец, относительно резервуара, наполненного буферным раствором на выходе из капилляра (так называемое «гравитационное введение пробы»).
КЭ обладает большими преимуществами в сравнении с ВЭЖХ:
- более высокая эффективность разделения, что объясняется более плоским профилем электроосмотического потока;
- очевидная экономичность, т.к. метод не применяет дорогие высокочистые растворители, таких как ацетонитрил, метанол, гексан и пр., при этом отметим небольшой расход реактивов;
- не требуется хроматографических колонок, которые достаточно дороги;
- исключено применение прецизионных насосов высокого давления (необходимых для ВЭЖХ), которые также являются весьма затратной частью в оборудовании;
- доступность аппаратурного оформления;
- уникальная скорость проведения анализа.
Указанные преимущества оказали сильное влияние на широту применения КЭ в проведении анализа многих объектов окружающей среды.
Метод КЭ широко используют для определения катионов и анионов в водах. Характерно, что разделение одной и той же смеси анионов при капиллярном электрофорезе происходит заметно быстрее, чем при ВЭЖХ.
Эффективно применение этого метода и для определения пестицидов и гербицидов в воде и почве.
Метод хорошо применим для определения ряда опасных экотоксикантов, как например фенолов.
Помимо экологического контроля, капиллярный электрофорез также используется:
- в пищевой промышленности: для определения катионов, анионов в минеральной воде и водке; консервантов, катионов, анионов, витаминов, антиоксидантов, красителей в напитках и соках; витаминов, аминокислот, микотоксинов в различных продуктах;
- в фармакологии: для анализа лекарственных препаратов, для технологического контроля; разделения энантиомеров;
- в биохимии и медицине: для определения белков и аминокислот в биожидкостях гликозилированного гемоглобина и исследования фармакокинетики;
- в криминалистике: для выявления следов взрывчатых веществ и наркотических препаратов.
Капиллярный электрофорез на сегодняшний день является одним из наиболее перспективных и высокоэффективных методов разделения и анализа сложных смесей на составляющие компоненты, и находит всё более широкое применение.
Метод характеризуется экспрессностью, микрообъемами анализируемого раствора, отсутствием колонки и твёрдого сорбента, проблем с его «старением» (в отличие от ВЭЖХ), физической и химической деструкции и любого неспецифического связывания с ним компонентов пробы, а также практически не требует органических растворителей.
Группа компаний «Крисмас», поставляя лабораторные приборы и лабораторное оборудование в различные лаборатории, поставляет наиболее популярные и отлично себя зарекомендовавшие на отечественном рынке системы капиллярного электрофореза. В данном разделе представлены различные образцы таких аналитических приборов с подробным описанием и фотографиями.
За дополнительной информацией обращайтесь:
+7 (800) 302-92-25 (звонок по России бесплатный)+7 (812) 575-54-07
+7 (812) 575-50-81
+7 (812) 575-55-43
+7 (812) 575-57-91
E-mail: info@christmas-plus.ru
Подписывайтесь на наш канал в Рутюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.