1、毛细管电泳实验报告篇一：毛细管电泳实验报告毛细管电泳实验报告高乃群 S080601018实验目的1. 了解毛细管电泳实验的原理2. 掌握毛细管电泳仪的操作方法 ,并设计样品组分的分析过程.3. 学会处理实验数据 ,分析实验结果.实验原理 CE 所用的石英毛细管柱, 在 pH3 情况下, 其内表面带负电, 和溶液接触时形成了一双电层。在高电压作用下, 双电层中的水合阳离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象叫电渗, 粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流(EOF)两种速度的矢量和, 正离子的运动方向和电渗流一致, 故最先流出；中性粒子的电泳流速度为“零” ，故其迁移速度相当于电渗流速度；
2、负离子的运动方向和电渗流方向相反, 但因电渗流速度一般都大于电泳流速度, 故它将在中性粒子之后流出, 从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离。电渗是 CE 中推动流体前进的驱动力 , 它使整个流体像一个塞子一样以均匀速度向前运动, 使整个流型呈近似扁平型的“塞式流” 。它使溶质区带在毛细管内原则上不会扩张。一般来说温度每提高 1, 将使淌度增加 2% (所谓淌度, 即指溶质在单位时间间隔内和单位电场上移动的距离)。降低缓冲液浓度可降低电流强度, 使温差变化减小。高离子强度缓冲液可阻止蛋白质吸附于管壁, 并可产生柱上浓度聚焦效应 , 防止峰扩张, 改善峰形。减小管径在一定程度上缓解了由高电场引起的
3、热量积聚, 但细管径使进样量减少, 造成进样、检测等技术上的困难。因此, 加快散热是减小自热引起的温差的重要途径。实验设备：电泳仪。仪器及试剂：缓冲溶液(buffer)：20 mmol/L Na2B4O7 缓冲溶液。1mol/L NaOH 溶液，二次去离子水。未知样饮料（雪碧和醒目）1实验步骤仪器的预热和毛细管的冲洗：打开仪器和配套的工作站。工作温度设置为 30，不加电压，冲洗毛细管，顺序依次是：1 mol/L NaOH 溶液 5 min，二次水 5 min，10 mmol/L NaH2PO4-Na2HPO4 1:1 缓冲溶液 5 min，冲洗过程中出口 (outlet)对准废液的位置，并不要
4、升高托架。2混合标样的配制：毛细管冲洗的同时，配制标样苯甲酸浓度依次为 0.05、0.1、0.2、0.5、1 mg/ml。3做标准曲线：待毛细管冲洗完毕，取 1 ml 混合标样，置于塑料样品管，放在电泳仪进口(Inlet)托架上 sample 的位置，然后调整出口(outlet)对准缓冲溶液 (buffer)，升高托架并固定，然后开始进样。进样压力 30 mbar，进样时间 5 s。进样后将进口(Inlet)托架的位置换回缓冲溶液(buffer)，切记换回 buffer 的位置！选择方法 2004CE.mtw，修改合适的文件说明，然后开始分析，电压25 kV，时间约 10 min。4未知浓度混
5、合样品的测定：方法与条件同上，测试未知浓度混合样品，分析时间约 25min，据苯甲酸钠标准曲线测雪碧与醒目这两种饮料中的苯甲酸钠的含量。5不同缓冲溶液下迁移时间的变化：未知浓度混合样品的测定完毕后，冲洗毛细管，顺序依次是：1 mol/L NaOH 溶液 5 min，二次水 5 min，然后更换进出口两端的缓冲溶液为 20 mmol/L Na2B4O7，冲洗 5 min；并在此条件下测试未知浓度混合样品，电压 25 kV，时间约 10 min。按照前面的顺序再次冲洗毛细管，再次更换进出口两端的缓冲溶液为 10 mmol/L NaH2PO4-Na2HPO4 pH 为 6，冲洗 5 min；并在此条
6、件下测试未知浓度混合样品，电压 25 kV，时间约 15 min。 数据处理：1.下图为苯甲酸钠的标准曲线：浓度（mg/ml) 峰面积0.05 2.585170.1 6.152340.2 11.66120.5 31.90941 67.7262按照已知浓度峰的积分面积之比折算未知浓度混合样品中各个组分的浓度（外标定量法） 。实验测得：醒目：17.6215 雪碧：31.1271据标准曲线方程计算醒目中苯甲酸钠为：0.2768 mg/ml；雪碧中苯甲酸钠为 0.4739 mg/ml注意事项：1冲洗毛细管时禁止在毛细管上加电压；不允许更改讲义上给定的工作电压，也不建议改变进样时间。2 样品和缓冲溶液之
7、间的切换是手动的，在实验过程中要随时注意是不是放在正确位置；如果在分析时将样品或者洗涤液当作缓冲溶液，请停止分析并重新用对应缓冲溶液冲洗管路 10 min。冲洗毛细管对于实验结果的可靠性和重现性至关重要，务必认真完成每一次冲洗，不允许缩短冲洗时间或者不冲洗。3做完实验以后一定要用水冲洗毛细管，一天做完以后要用空气吹干，否则可能会导致毛细管堵塞，严重影响后面组的同学实验。4塑料样品管的里面容易产生气泡，轻敲管壁排出气泡以后方可放入托管架。篇二：毛细管电泳实验讲义毛细管电泳实验讲义实验目的：1 进一步理解毛细管电泳的基本原理；2 熟悉毛细管电泳仪器的构成；3 了解影响毛细管电泳分离的主要操作参数。
8、实验原理：1电泳淌度毛细管电泳（CE）是以电渗流 (EOF)为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一种液相微分离技术。离子在自由溶液中的迁移速率可以表示为：n=mE（1）式中 n 是离子迁移速率，m 为电泳淌度，E 为电场强度。对于给定的荷电量为 q 的离子，淌度是其特征常数，它由离子所受到的电场力（FE）和通过介质所受到的摩擦力（FF）的平衡所决定。FE=qE （2）对于球形离子：FF=-6phrn（3）式中 h 为介质粘度，r 为离子的流体动力学半径。在电泳过程达到平衡时，上述两种力方向相反，大小相等：qE = -6phrn（4）将式（4）代入式
9、（1） ，得：（5 ）因此，离子的电泳淌度与其荷电量呈正比，与其半径及介质粘度呈反比。带相反电荷的离子其电泳淌度的方向也相反。需要指出，我们在物理化学手册中可以查到的离子淌度常数是绝对淌度，即离子带最大电量时测定并外推至无限稀释条件下所得到的数值。在电泳实验中测定的值往往与此不同，故我们将实验值称为有效淌度（me） 。有些物质因为绝对淌度相同而难以分离，但我们可以通过改变介质的 pH 值，使离子的荷电量发生改变。这样就可以使不同离子具有不同有效淌度，从而实现分离。下文中所提到的电泳淌度除特别说明外，均指有效淌度。2电渗流和电渗淌度电渗流（EOF）是 CE 中最重要的概念，指毛细管内壁表面电荷所
10、引起的管内液体的整体流动，来源于外加电场对管壁溶液双电层的作用。在水溶液中多数固体表面根据材料性质的不同带有过剩的负电荷或正电荷。就石英毛细管而言，表面的硅羟基在 pH 大于 3以后就发生明显的解离，使表面带有负电荷。为了达到电荷平衡，溶液中的正离子就会聚集在表面附近，从而形成所谓双电层，如图 1 所示。这样，双电层与管壁之间就会产生一个电位差，叫做Zeta 电势。但毛细管两端施加一个电压时，组成扩散层的阳离子被吸引而向负极移动。由于这些离子是溶剂化的，故将拖动毛细管中的体相溶液一起向负极运动，这便形成了电渗流。需要指出，很多非离子型材料如聚四氟乙烯和聚丙烯等材料表面也可以产生电渗流，原因可能
11、是其表面对阴离子的吸附。电渗流的大小可用速率和淌度来表示：（6 ）（7 ）式中 vEOF 为电渗流速率， EOF 为电渗淌度， 为 Zeta 电势， 为介电常数。 Zeta 电势主要取决于毛细管表面电荷的多寡。一般来说，pH 越高，表面硅羟基的解离程度越大，电荷密度越大，电渗流速率就越大。除了受 pH 的影响外，电渗流还与表面性质（硅羟基的数量、是否有涂层等） 、溶液离子强度有关，双电层理论认为，增加离子强度可以使双电层压缩，从而降低 Zeta 电势，减小电渗流。此外，温度升高可以降低介质粘度，增大电渗流。电场强度虽然不影响电渗淌度，但却可改变电渗流速率。显然，电场强度越大，电渗流速率越大。由
12、上可知，电渗流的方向一般是从正极到负极，然而，在溶液中加入阳离子表面活性剂后，由于毛细管表面强力吸附阳离子表面活性剂的亲水端，而阳离子表面活性剂的疏水端又会紧密结合一层表面活性剂分子，结果就形成了带负电的表面，双电层Zeta 电势的极性发生了反转，最后使电渗流的方向发生了变化。在分析小分子有机酸时，这是常用的电渗流控制技术。电渗流的一个重要特性是具有面流型。由于引起流动的推动力在毛细管的径向上均匀分布，所以管内各处流速接近相等。其优点是径向扩散对谱带扩展的影响非常小。与此形成鲜明对照的是高压泵驱动的抛物线流型（如在 HPLC 中） ，由于管内径向上各处的流速不同，使得谱带峰形变宽。这也是与 H
13、PLC 相比，CE具有更高分离效率的一个重要原因。电渗流的另一个重要优点是可以使几乎所有被分析物向同一方向运动，而不管其电荷性质如何。这是因为电渗淌度一般比离子的电泳淌度大一个数量级，故当离子的电泳淌度方向与电渗流方向相反时，仍然可以使其沿电渗流方向迁移。这样，就可在一次进样分析中，同时分离阳离子和阴离子。中性分子由于不带电荷，故随电渗流一起运动。如果对毛细管内壁进行修饰可以降低电渗流，而被分析物的淌度则不受影响。在此情况下，阴阳离子有可能向不同的方向迁移。3毛细管电泳的仪器及操作图 3 所示为 CE 仪器示意图。其组成部分主要是高压电源、缓冲液瓶（包括样品瓶） 、毛细管和检测器。下面分别简要
14、讨论之。高压电源是为分离提供动力的，商品化仪器的输出直流电压一般为 030kV，也有文献报道采用 60kV 以至 90kV 电压的。大部分直流电源都配有输出极性转换装置，可以根据分离需要选择正电压或负电压。缓冲液瓶多采用塑料（如聚丙烯）或玻璃等绝缘材料研制成，容积为 13mL。考虑到分析过程中正负电极上发生的电解反应，体积大一些的缓冲液瓶有利于 pH 的稳定。进样时毛细管的一端伸入样品瓶，采用压力或电动方式将样品加载到毛细管入口，然后将样品瓶换为缓冲液瓶，接通高压电源开始分析。4毛细管电泳的分离模式CE 有 6 种常用的分离模式。其中毛细管区带电泳（CZE） 、胶束电动毛细管色谱（MEKC）和
15、毛细管电色谱（CEC）最为常用。本实验的内容为 CZE。表 1 6 种 CE 分离模式的分离依据及应用范围分离模式毛细管区带电泳（CZE ）毛细管胶束电动色谱（MECC） 分离依据 溶质在自由溶液中的淌度差异 溶质在胶束与水相间分配系数的差异 应用范围 可解离的或离子化合物、手性化合物及蛋白质、多肽等 中性或强疏水性化合物、核酸、多环芳烃、结构相似的肽段蛋白质和核酸等生物大分子蛋白质、多肽同 CZE，电泳分离的预浓缩同 HPLC 溶质分子大小与电荷/质量毛细管凝胶电泳（ CGE） 比差异 毛细管等电聚焦（CIEF） 毛细管等速电泳（CITP） 毛细管电色谱（CEC ） 等电点差异 溶质在电场梯
16、度下的分布差异(移动界面) 电渗流驱动的色谱分离机制毛细管区带电泳（CZE ）是最简单的 CE 模式，因为毛细管中的分离介质只是缓冲液。在电场的作用下，样品组分以不同的速率在分立的区带内进行迁移而被分离。由于电渗流的作用，正负离子均可以实现分离。在正极进样的情况下，正离子首先流出毛细管，负离子最后流出。中性物质在电场中不迁移，只是随电渗流一起流出毛细管，故得不到分离。篇三：电泳实验报告化学实验报告之电泳 实验目的：认识胶体粒子是带电粒子 实验原理：带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动实验器材及药品：铁架台、u 形管、石墨碳棒、粗铜丝、滴管、导线、直流电源、fe(oh)3胶体、定量 nacl 溶液实验操作：1、将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴滴加入 6 滴 fecl3 饱和溶液。
