Gyakorlati útmutató a kapilláris elektroforézis rendszerek használatához. Gyakorlati útmutató a kapilláris elektroforézis rendszerek "cseppek" használatához. A mérési hiba és annak összetevőinek tulajdonított jellemzői

Az SI RF állami nyilvántartása 17727-06

Az SI RB állami nyilvántartása 03 09 0926 03. sz

Ukrajna SIT állami nyilvántartása, 17727-01

Kazahsztán SI állami nyilvántartása, KZ.02.03.00097-2002 / 17727-01

A DROP-105 / 105M modell spektrofotometriás detektor jelenlétével különbözik a DROP-104T / 104M modelltől.

Fényforrásként deutérium lámpát, diszpergáló elemként 190 ... 400 nm és 20 nm spektrális tartományú diffrakciós monokromátort használnak. Ez a tartomány lehetővé teszi az analitokra legérzékenyebb detektálási hullámhossz kiválasztását, ami megkönnyíti az új technikák kifejlesztését, és sok esetben csökkenti a kimutatási határt. A kapilláris folyékony hűtése a hűtőfolyadék hőmérsékletének beállításával és szabályozásával (-10 ... + 30 ° С tartomány a környezeti hőmérséklettől). A minta nyomáson vagy elektrokinetikával történő bevitelének módszere. Automatikus mintaváltás automatikus mintavevővel 10 bemeneti és 10 kimeneti csőhöz. Automatikus kapilláris öblítés.

A KAPEL®-105 a legszélesebb lehetőségekkel rendelkező eszköz. Megőrzi a korábbi modellek legjobb tulajdonságait - folyékony kapilláris hűtőrendszer, automatikus mintavevők, programozható automatikus üzemmódban való munkavégzés képessége: akár 15 elemző programot rögzít a nem felejtő memória. Minden program legfeljebb 60 lépést tartalmazhat, ciklusokat használhat és más programokat hívhat meg. A programokat tipikus sablonok alapján lehet létrehozni, szerkeszteni és átírni. Az automatikus mód felszabadítja a felhasználót, csökkenti az elemzési hibák valószínűségét és növeli az eredmények reprodukálhatóságát A deutérium lámpának és a diffrakciós rácsú monokrómnak köszönhetően az eszköz bármely 190 ... 400 nm hullámhossz-tartományban működhet. Mindez a KAPEL®-105-et a kutatási munka nélkülözhetetlen eszközévé teszi mind az új módszerek kidolgozása, mind az analitikai gyakorlat során.

A DROP®-105M messze a DROP sorozat legújabb modellje.

A KAPEL®-105M számítógéppel teljesen vezérelhető speciális szoftver segítségével, amely lehetővé teszi az elektroforetikus adatok további gyűjtését és feldolgozását. Ennek a modellnek további megkülönböztető jellemzői a kapillárisral ellátott továbbfejlesztett kialakítás, amely lehetővé teszi a kapilláris gyors és megbízható cseréjét, valamint az elemzett minta komponenseinek abszorpciós spektrumának rögzítésének képessége.

A KAPEL®-105M tanúsítvánnyal rendelkezik az Európai Közösség 73/23 / EGK és 89/336 / EK villamos biztonsági irányelveinek való megfelelésről.

Módszer elve

A kapilláris elektroforézis (CE) egy új, rendkívül hatékony módszer a komplex keverékek összetevőinek szétválasztására és elemzésére. A CE elemzéshez kis térfogatú mintát vezetünk egy elektrolittal töltött kvarckapillárisba. 10 ... 30 kV feszültséget vezetnek a kapillárisra. Elektromos tér hatására a minta komponensei különböző sebességgel kezdenek mozogni a kapillárison, szerkezetüktől, töltésüktől és molekulatömegüktől függően, és ennek megfelelően különböző időpontokban jutnak el a detektorhoz. Az így kapott csúcssorozatot elektroforegrammának nevezzük, míg az anyag minőségi jellemzője a migrációs idő, a kvantitatív jellemző pedig a csúcs magassága vagy területe, az anyag koncentrációjával arányos.

Munkafolyamat

A KAPEL®-105 vezérlése az előlapról a beépített billentyűzet és a menürendszeren keresztüli kijelző segítségével történik, az elemzés eredménye egy külső számítógépen jelenik meg. Az eredmények feldolgozása a "MultiChrome®" szoftver segítségével történik. Lehetőség van programozható automatikus üzemmódban dolgozni, beleértve az elemzések (ciklusok) sorozatát.

A Kapel-105M számítógéppel teljesen vezérelhető speciális szoftver segítségével, amely az eszköz vezérlésén túl lehetővé teszi az elektroforetikus adatok gyűjtését és feldolgozását.

Felhasználási területek

• A környezeti objektumok elemzése
• Az élelmiszeripari termékek és az élelmiszer-alapanyagok minőség-ellenőrzése
• A takarmány, az összetett takarmány, az előállításukhoz szükséges alapanyagok, az előkeverékek minőség-ellenőrzése
• Gyógyszeripar
• Klinikai biokémia
• Törvényszéki vizsgálat
• Vegyipar

A DROP®-105 / 105M rendszer műszaki jellemzői

Fotometrikus detektor	190 ... 380 nm
Nagyfeszültségű egység	1 ... 25 kV egyenfeszültség, 1 kV lépéssel, változtatható polaritás, áram 0 ... 200 μA
Minta injekció	hidrodinamikus vagy elektrokinetikus
Minta változás	automatikus két automata mintavevővel 10 bemeneti és 10 kimeneti csőhöz
öblítés	állandó nyomáson 1000 mbar
Hajszálcsöves	kvarc (hossza 30 ... 100 cm, belső átmérője 50 vagy 75 mikron)
Kapilláris hűtés	folyadék a hűtőfolyadék hőmérsékletének beállításával és szabályozásával (-10 ... + 30 ° С a környezeti hőmérséklettől)
Képesség paraméterek beállítására és / vagy megváltoztatására az elemzés során	elemzési idő, hullámhossz, nyomás, hőmérséklet, feszültség
Étel	187-242 V, 50/60 Hz
Teljesítményfelvétel, W	200
Méretek, mm	500x500x500
Súly, kg	25; 30 (105 millió)

• Kapilláris elektroforézis rendszer DROPS®-105 / 105M. A készülék szállítási terjedelme a következőket tartalmazza:
  • kapel rendszer, speciális szoftver (105M-hez), megfordítható polaritású nagyfeszültségű forrás;
  • egy kazettát kapillárisral;
  • eppendorf csövek;
  • újrafelhasználható szűrő rögzítés;
  • szűrők.
• Tartalék patron kapillárisral és / vagy speciális kapilláris patron (aminosavakhoz és vitaminokhoz)
• 10 ... 100 és 100 ... 1000 μL-es mikrotáplálók és tippek hozzájuk
• Számítógép telepített operációs rendszerrel WINDOWS-98 / NT / 2000 / XP (az Ügyfél kérésére)
• "MultiChrome®" szoftver (a DROPS®-105M kivételével)
• Elemző készletek (az ügyfél kérésére)

323. cikk

• Áfa nélküli ár (20%): 1 120 000,00 rubel
• Szállítási idő: legfeljebb 30 napig

ÁFA-val: 1 344 000 rubel

"DROP®-105M modell "A" KAPEL-104T / 104M "modelltől eltér spektrofotometriás detektor jelenlétével.

Fényforrásként deutérium lámpát, diszpergáló elemként 190-380 nm és 20 nm spektrumtartományú diffrakciós monokromátort használnak. Ez a tartomány lehetővé teszi az analitokra legérzékenyebb detektálási hullámhossz kiválasztását, ami megkönnyíti az új technikák kifejlesztését, és sok esetben csökkenti a kimutatási határt.

* Kapilláris hűtés - folyadék a hűtőfolyadék hőmérsékletének beállításával és szabályozásával (-10 ° C és + 30 ° C között a környezeti hőmérséklettől).
* A minta bevezetésének módja - nyomás vagy elektrokinetika.
* Mintaváltás - automatikus, automata mintavevővel 10 bemeneti és 10 kimeneti csőhöz.
* Kapilláris öblítés - automatikus.

"DROP-105" - a legkiterjedtebb képességekkel rendelkező eszköz. Megőrzi a korábbi modellek legjobb tulajdonságait - folyékony kapilláris hűtőrendszer, automatikus mintavevők, programozható automatikus üzemmódban való munkavégzés képessége: akár 15 elemző programot rögzít a nem felejtő memória. Minden program legfeljebb 60 lépést tartalmazhat, ciklusokat használhat és más programokat hívhat meg. A programokat tipikus sablonok alapján lehet létrehozni, szerkeszteni és átírni. Az automatikus mód felszabadítja a felhasználót, csökkenti az elemzési hibák valószínűségét és növeli az eredmények reprodukálhatóságát A deutérium lámpának és a rács monokrómnak köszönhetően a készülék 190 és 380 nm közötti hullámhossz-tartományban működik. Mindez a "KAPEL-105" -t nélkülözhetetlen eszközzé teszi a kutatómunka számára mind az új módszerek kidolgozása, mind az analitikai gyakorlat során.

A KAPEL®-105 / 105M modell spektrofotometriás detektor jelenlétével különbözik a KAPEL-104T / 104M modelltől.
Fényforrásként deutérium lámpát, diszpergáló elemként 190-380 nm és 20 nm spektrumtartományú diffrakciós monokromátort használnak. Ez a tartomány lehetővé teszi az analitokra legérzékenyebb detektálási hullámhossz kiválasztását, ami megkönnyíti az új technikák kifejlesztését, és sok esetben csökkenti a kimutatási határt.

• Kapilláris hűtés - folyadék a hűtőfolyadék hőmérsékletének beállításával és szabályozásával (-10 ° C és + 30 ° C között a környezeti hőmérséklettől).
• Minta injekciós módszer - nyomás vagy elektrokinetikus
• Mintaváltás - automatikus, automata mintavevővel 10 be- és 10 kimeneti csőhöz
• Kapilláris öblítés - automatikus

A "KAPEL-105" a legszélesebb lehetőségekkel rendelkező eszköz. Megőrzi a korábbi modellek legjobb tulajdonságait - folyékony kapilláris hűtőrendszer, automatikus mintavevők, programozható automatikus üzemmódban való munkavégzés képessége: akár 15 elemző programot rögzít a nem felejtő memória. Minden program legfeljebb 60 lépést tartalmazhat, ciklusokat használhat és más programokat hívhat meg. A programokat tipikus sablonok alapján lehet létrehozni, szerkeszteni és átírni. Az automatikus mód felszabadítja a felhasználót, csökkenti az elemzési hibák valószínűségét és növeli az eredmények reprodukálhatóságát A deutérium lámpának és a rács monokrómnak köszönhetően a készülék 190 és 380 nm közötti hullámhossz-tartományban működik. Mindez a "KAPEL-105" -t nélkülözhetetlen eszközzé teszi a kutatómunka számára mind az új módszerek kidolgozása, mind az analitikai gyakorlat során.

Ma a "KAPEL-105M" a "KAPEL" sorozat legújabb modellje. A "KAPEL-105M" vezérlése számítógéppel történik speciális szoftver segítségével, amely emellett lehetővé teszi az elektroforetikus adatok gyűjtését és feldolgozását. Ennek a modellnek további megkülönböztető jellemzői a kapillárisral ellátott továbbfejlesztett kialakítás, amely lehetővé teszi a kapilláris gyors és megbízható cseréjét, valamint az elemzett minta komponenseinek abszorpciós spektrumának rögzítésének képessége. A KAPEL-105M tanúsítvánnyal rendelkezik az Európai Közösség 73/23 / EGK és 89/336 / EK villamos biztonsági irányelveinek való megfelelésről.

• kapilláris elektroforézis rendszere "KAPEL-105 / 105M". A készülék szállítási készlet tartalmaz: „Kapel” rendszert, speciális szoftvert (105M-hez), megfordítható polaritású nagyfeszültségű forrást; egy kazettát kapillárisral; Alkatrészek; Eppendorf csövek; újrafelhasználható szűrő rögzítés; szűrők
• tartalék patron kapillárisral és / vagy speciális patron kapillárisral (aminosavakhoz és vitaminokhoz, bromid és jodid ionokhoz)
• 10–100 és 100–1000 μl-es mikrotartályok és tippek számukra
• számítógép telepített OS WINDOWS-2000 / XP operációs rendszerrel (az Ügyfél kérésére)
• szoftveres „MultiChrome” („Kapel-105”) 1.5x verzió (minden modellhez, kivéve a „Kapel-104M” / „Kapel-105M”); 2.50x vezérlő verzió (csak a Kapel-104M / Kapel-105M modelleknél)
• szoftver "Elforan®" ("Capel-105M")
• elemző készletek (az ügyfél kérésére)

Munkafolyamat:

A "KAPEL-105" vezérlése az előlapról a beépített billentyűzet és a menürendszeren keresztüli kijelző segítségével történik, az elemzés eredménye egy külső számítógépen jelenik meg. Az eredmények feldolgozása a "MultiChrome®" szoftver segítségével történik. Lehetőség van programozható automatikus üzemmódban dolgozni, beleértve az elemzések (ciklusok) sorozatát.
A "KAPEL-105M" vezérlése teljesen számítógéppel történik speciális szoftver segítségével, amely a készülék vezérlésén túl lehetővé teszi az elektroforetikus adatok gyűjtését és feldolgozását.

Felhasználási területek:

• a környezeti tárgyak elemzése
• az élelmiszerek és az élelmiszer-alapanyagok minőség-ellenőrzése
• takarmány, összetett takarmány, előállításukhoz szükséges alapanyagok, előkeverékek minőség-ellenőrzése
• gyógyszerek
• klinikai biokémia
• törvényszéki vizsgálat
• vegyipar

Telepítési feltételek:

• centrifuga, mikro-adagolók, kettős desztillátor rendelkezésre állása a laboratóriumban

Szolgáltatás:

• képzés Szentpéterváron vagy az Ügyfél laboratóriumában

DROPS-105M rendszer kapilláris elektroforézishez spektrofotometrikus detektor jelenlétével különbözik a KAPEL-104 Т / 104 M modelltől.

Fényforrásként deutérium lámpát, diszpergáló elemként 190-380 nm és 20 nm spektrumtartományú diffrakciós monokromátort használnak. Ez a tartomány lehetővé teszi az analitokra legérzékenyebb detektálási hullámhossz kiválasztását, ami megkönnyíti az új technikák kifejlesztését, és sok esetben csökkenti a kimutatási határt. Kapilláris hűtés - folyadék a hűtőfolyadék hőmérsékletének beállításával és szabályozásával (-10 o C és +30 o C között a környezeti hőmérséklettől). Minta bevezetési módszer - nyomás vagy elektrokinetika. Mintaváltás - automatikus, automata mintavevővel 10 be- és 10 kimeneti csőhöz. Kapilláris öblítés - automatikus.

A KAPEL-105 M a legszélesebb lehetőségekkel rendelkező eszköz. Megőrzi a korábbi modellek legjobb tulajdonságait - folyékony kapilláris hűtőrendszer, automatikus mintavevők, programozható automatikus üzemmódban való munkavégzés képessége: akár 15 elemző programot rögzít a nem felejtő memória. Minden program legfeljebb 60 lépést tartalmazhat, ciklusokat használhat és más programokat hívhat meg. A programokat tipikus sablonok alapján lehet létrehozni, szerkeszteni és átírni. Az automatikus mód felszabadítja a felhasználót, csökkenti az elemzési hibák valószínűségét és növeli az eredmények reprodukálhatóságát A deutérium lámpának és a rács monokrómnak köszönhetően a készülék 190 és 380 nm közötti hullámhossz-tartományban működik. Mindez a "KAPEL-105 M" -et a kutatómunka nélkülözhetetlen eszközévé teszi, mind az új technikák kifejlesztése, mind az analitikai gyakorlat során.

A DROP-105 M messze a legújabb modell a DROP sorozatban. A DROP-105 M teljesen számítógéppel vezérelt speciális szoftver segítségével, amely emellett lehetővé teszi az elektroforetikus adatok gyűjtését és feldolgozását. Ennek a modellnek további megkülönböztető jellemzői a kapillárisral ellátott továbbfejlesztett kialakítás, amely lehetővé teszi a kapilláris gyors és megbízható cseréjét, valamint az elemzett minta komponenseinek abszorpciós spektrumának rögzítésének képessége. A KAPEL-105 M tanúsítvánnyal rendelkezik az Európai Közösség 73/23 / EGK és 89/336 / EK villamos biztonsági irányelveinek való megfelelésről.

Munkafolyamat:

A KAPEL-105 M számítógéppel teljesen vezérelhető speciális szoftver segítségével, amely a készülék vezérlésén túl lehetővé teszi az elektroforetikus adatok gyűjtését és feldolgozását.

Felhasználási területek:

A környezeti objektumok elemzése
- Élelmiszerek és élelmiszer-alapanyagok minőség-ellenőrzése
- A takarmány, az összetett takarmány, az előállításukhoz szükséges alapanyagok, az előkeverékek minőség-ellenőrzése
- Gyógyszeripar
- Klinikai biokémia
- Törvényszéki vizsgálat
- Vegyipar

Átirat

1 N.V. Komarova Ya.S. Kamencev GYAKORLATI ÚTMUTATÓ A "DROPS" KAPILLÁRIS ELEKTROFORÉZIS RENDSZEREK HASZNÁLATÁRA

2 UDC BBK P69 Komarova NV, Kamentsev Ya. S. Gyakorlati útmutatás a "DROP" SPb. Kapilláris elektroforézis rendszerek használatához: OOO "Veda", p. Forgalmi példány 2000 példány. (kiegészítő kiadás) A könyv gyakorlati útmutató a "Kapel" kapilláris elektroforézis rendszereinek használatához, amelyek az első és egyetlen sorozatban gyártott eszközök Oroszországban a kapilláris elektroforézis modern instrumentális módszerének különböző változatainak megvalósításához. A könyv anyaga tartalmazza a módszer fizikai és kémiai alapjait, elemzési képességeit, a berendezés leírását. A "Lumex" cég szakemberei által kifejlesztett módszerek példáján a fejlesztési stratégiákat ismertetjük, megjelölve a módszertani jellemzőket és gyakorlati ajánlásainkat. A kézikönyvben jelentős helyet szentelnek a kapilláris elektroforézis módszerének különböző területeken történő alkalmazásának példáinak. Különös figyelmet fordítanak a kapilláris előkészítésére és teljesítményének értékelésére. A könyvet a "Lumex" tudományos és ipari cég vezető kapilláris elektroforézis szakértői írták olyan anyagok felhasználásával, amelyeket hazánkban és külföldön a "Kapel" kapilláris elektroforézis rendszereinek felhasználói fejlesztettek ki. A könyv elsősorban a vegyészmérnököknek és az analitikai laboratóriumok laboratóriumi asszisztenseinek szól, akik még csak most kezdenek tanulmányozni, vagy már napi gyakorlatukban használják a "Csepp" sorozat eszközeit és az azok számára kifejlesztett módszereket. Hasznos lehet olyan kutatók és szakemberek számára is, akik érdeklődési területe az elválasztási módszerek, valamint alkalmazásuk környezeti tárgyak, élelmiszertermékek, gyógyszerek, biológiai vizsgálatok stb. Elemzésére; valamint azok, akik a kapilláris elektroforézis módszerének új alkalmazási területeit keresik. Szerzők: N. V. Komarova, Ya. S. Kamentsev Tartalom Előszó ... 3 Az elfogadott kifejezések és rövidítések listája ... 5 Bevezetés 1. fejezet A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai-kémiai alapjai 2. fejezet A kapilláris elektroforézis alapvető lehetőségei 3. fejezet. Készülék A kapilláris elektroforézis rendszerek általános felépítése Nagyfeszültségű források Detektorok Adatgyűjtő és feldolgozó rendszerek Autosamplers Hőstabilizáló rendszerek 4. fejezet: Hatékonyság, érzékenység, felbontás és szelektivitás a kapilláris elektroforézisben Elválasztás hatékonysága Módszer érzékenység Felbontás és szétválasztás szelektivitás 5. fejezet A feldolgozás kapilláris elektroforézist eredményez. Minőségi és mennyiségi elemzés Minőségi elemzés. Migrációs / retenciós jellemzők A vizsgálati eredmények számszerűsítése 6. fejezet. Objektumok elemzésre kapilláris elektroforézissel. Minta előkészítés ISBN LLC "Lumex", 2006 LLC "Veda", 2006 7. fejezet A kapilláris elektroforézis módszerének alkalmazási területei és a "Kapel" CE rendszerek használatának példái Környezeti tárgyak elemzése Takarmányipar Élelmiszeripar Állatorvosok Gyógyszertár Klinika biokémia Törvényszéki vizsgálat Technológiai problémák Néhány módszertani lehetőség Eszköz jellemzői ... 149

3 A "cseppek" kapilláris elektroforézis rendszere 3 8. fejezet. A "Lumex" által kifejlesztett kapilláris elektroforézis módszerének néhány elemzési alkalmazása , kalcium-, klorid- és szulfát-anionok vizes környezetben "Kapel-103RE" elektroinjekciós analizátorral. Alkoholmentes, alacsony alkoholtartalmú és alkoholtartalmú italok (gyümölcslevek, vodkák, borok és boranyagok, sör, pálinka stb.) elemzése. koffein, aszkorbinsav, tartósítószerek (szorbinsav és benzoesav) és édesítőszerek (szacharin, aszpartám és aceszulfám K) Szerves savak meghatározása Szintetikus színezékek meghatározása A fenoxikarbonsavak és szimmetrikus triazinok osztályának herbicidjeinek elemzése Takarmány, összetett takarmány, nyers előállításukhoz szükséges anyagok, előkeverékek Az aminosavak elemzése A vízoldható vitaminok szabad formáinak elemzése 9. fejezet Általános ajánlások a kapilláris elektroforézis rendszerekkel való munkavégzésről, a lehetséges nehézségekről és azok leküzdésének módjairól Kapilláris előkészítése működésre, állapotának ellenőrzése, tárolása, a működőképesség helyreállításának módjai, csere Puffer előkészítése és elemzett megoldások gyűjtési programok, okok és orvoslás Függelékek A. Jó laboratóriumi gyakorlat B. A "cseppek" kapilláris elektroforézis rendszereinek tesztelése: a készülék működőképességének ellenőrzése, a kapilláris készítmény minőségellenőrzése C. A kapilláris kézi öblítése orvosi fecskendővel Előszó Mivel az 1980-as évek eleje, egy új instrumentális módszer aktív kidolgozása a kapilláris elektroforézis elválasztásának és elemzésének kombinált módszereivel kapcsolatban. 1996 óta a Lumex az első és a mai napig az egyetlen gyártója a FÁK soros kapilláris elektroforézis rendszereinek. Az eszköz módszertani támogatásának hagyományait követve először kidolgozták a víztestek kationos és anionos összetételének elemzésére szolgáló módszereket. Javítva és növelve a Kapel eszközök potenciálját, nem feledkeztünk meg a világon viszonylag új és Oroszországban abszolút újonnan alkalmazott instrumentális elemzési módszer kiterjesztéséről. Ezt a célt vállalatunk laboratóriumában és azon kívül is elérték: a CE módszerre és az általunk gyártott berendezésekre támaszkodó szervezetek kutatási és gyártási laboratóriumaiban. Kellően nagy mennyiségű anyag halmozódott fel, amely lehetővé tette a kapilláris elektroforézis különböző területeken történő alkalmazásának lehetőségeinek felmérését. A 2001-ben elért eredményeket a „Kapilláris elektroforézis rendszer. A módszer alapjai. Felszerelés. Példák kapilláris elektroforézis rendszerek használatára Kapel-103, -104, -105 ". Az elmúlt öt évben a Lumex jelentősen kibővítette a Kapel eszközök felhasználói körét, korszerűsítette a kapilláris elektroforézis rendszerek meglévő kínálatát, és új módosításokat adott ki, beleértve a számítógép által vezérelt módosításokat is. Fejlesztettük a víz ionösszetételének elemzési módszereit, új módszereket dolgoztunk ki a meghatározásra (aminosavak, vitaminok, szerves savak, színezékek stb.), Valamint felhalmozódott anyagokat, amelyek demonstrálják a módszer széles analitikai képességeit. Természetesen mindezen évek során szoros kapcsolatban álltunk kollégáinkkal, akik Kapel eszközöket használnak rutinfeladatok tanúsított módszerekkel történő megoldására, valamint tudományos és alkalmazott kutatásra. Ugyanakkor megértjük, hogy kezdő elemzők és tapasztalt kutatók egyaránt lehetnek a Kapel felhasználói, de mindenkinek szükségük van irodalomra a kapilláris elektroforézisről, amely oroszul még mindig menthetetlenül kevés. E könyv megírásakor a szerzők 3 célt tűznek ki maguk elé. Először egy hozzáférhető formában kívántunk képet adni a kapilláris elektroforézis tudományos alapjairól, amelyek alapul szolgálnának a segítségével megoldott gyakorlati problémák megértéséhez. Másodszor, a vállalat által kidolgozott módszereken alapuló specifikus analitikai példák segítségével demonstrálja az egyes elemzések fejlesztési stratégiáját, feltüntetve a módszertani jellemzőket és gyakorlati ajánlásainkat. Harmadszor, hogy a (Kapel) kapilláris elektroforézis rendszerein megvalósított módszer gyakorlati alkalmazásának számos (de korántsem minden lehetséges) példája legyen.

4 4 A "Lumex" analitikai műszerek cége "Kapel" kapilláris elektroforézis rendszere 5 A szerzők köszönetet mondanak kollégáiknak Solomonova A. P., Shiryaev A. V., Ivanova I. V., Adamson V. G., Morozova O. V., Gremyakov AI, Lebedev M. Yu ., Shpak AV, Okun 'VM a 7. és 8. fejezet előkészítésében nyújtott segítségért. Hálásak vagyunk Druzhikhina VM-nek és Rodionenko EV-nek is. a kiadványok előkészítéséhez A. V. Burleshin az elhangzott anyagok és megjegyzések figyelmes elolvasása érdekében. Külön köszönetet mondunk más szervezetek munkatársainak, akik szívesen adták át anyagukat ehhez a kiadványhoz, és további sikereket kívánunk nekik a kapilláris elektroforézis módszerének népszerűsítésében. Natalja Viktorovna Komarova Jaroszláv Szergejevics Kamencev Az elfogadott kifejezések és a rövidített elektroforézis felsorolása, mivel az elválasztás és elemzés viszonylag fiatal módszere, eleinte a legtöbb szót a legközelebbi elválasztási HPLC módszerből kölcsönözte. Idővel, figyelembe véve az elektromigrációs szétválasztás alapelvét a CE-ben, kialakult a kapilláris elektroforézis módszerének saját terminológiai bázisa, amelyet az IUPAC 2002 óta ajánlott használni. Ebben a szakaszban csak azokat az alapvető kifejezéseket és rövidítéseket közöljük, amelyeket aktívan használunk a Gyakorlati Útmutatóban. Mivel a CE-vel kapcsolatos kiadványok döntő többsége továbbra is angol nyelven jelenik meg, az orosz nevekkel együtt bemutatjuk az általánosan elfogadott angol megfelelőit. A kifejezések migrációs ideje t m az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy egy komponens áthaladjon a tényleges kapilláris hosszon (, Leff) a minta injektálási zónájától (kapilláris kezdete) a detektálási zónáig. A kapilláris folyadék áramlása áramlással (EOF) egy alkalmazott elektromos tér hatására. Azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy a folyadék leküzdje az effektív kapilláris hosszat a kialakuló képerősítő cső miatt, képerősítő cső időnek (t eop, teof) nevezzük, és ezt elektroferogram alapján kísérletileg meghatározzuk a kép semleges komponensének migrációs idejével. erősítő cső. A képerősítő cső mobilitása µ eop (elektroozmotikus mobilitás, µ eof) a képerősítő sebességének és az elektromos térerősségnek az aránya. A képerősítő sebessége (elektroozmotikus sebesség, v eof) pozitív a folyadék mozgásának irányában a kapilláris bemeneti szakaszától a detektorig és negatív az ellenkező irányba. A képerősítő sebességét a következőképpen számolják: v eop \u003d / t eop. Az elektromos térerősség az alkalmazott potenciálkülönbség (U) aránya a teljes kapilláris hosszhoz (L összes, L tot). Így a képerősítő mobilitását a kísérleti adatok alapján számoljuk ki: µ eop \u003d L összes x / t eop xu. Hagyományosan a mobilitás kiszámításakor a kapilláris hosszát centiméterben, a migrációs időt másodpercben és a potenciális különbséget voltban fejezik ki. Jegyzet. A migrációs időt kvalitatív elemzési paraméterként általában percekben fejezzük ki, azonban nagy sebességű elemzéseknél, amelyek teljes ideje nem haladja meg a 2 3 percet, a migrációs időt másodpercben adjuk meg. A részecske µ eff elektroforetikus mobilitása (elektroforetikus mobilitás, µ ep) az előző érték analógiájával a részecske elektroforetikus sebességének és az elektromos tér erősségének aránya, és kiszámítható: µ eff \u003d L összesen x / tm xu. A μ eop-tól eltérően a részecske elektroforetikus mobilitása nem határozható meg közvetlenül az elektroforetogram alapján, mivel a részecske vándorlásának ideje t m

5 6 A "Lumex" analitikai készülékek vállalata "Cseppek" 7 kapilláris elektroforézis rendszer 7 ebben az esetben maga a részecske és az EOP marker migrációs idejének összege. A kísérletből megtalálja az úgynevezett teljes mobilitást, amely kifejeződik (a képerősítő pozitív sebességével): µ teljes \u003d µ eop + µ eff. A kísérlet µ teljes és µ eop ismerete alapján könnyen kiszámítható a µ eff. Kapilláris elektroforézis (CE) elválasztási módszer, amelyet kapillárisokban hajtanak végre, és a töltött részecskék elektroforetikus mobilitásának különbségein alapul mind vizes, mind nem vizes pufferelektrolitokban. Az új oldatok (vezető elektrolitok, munkapufferek, háttérelektrolit, futópuffer) tartalmazhatnak olyan adalékanyagokat (például makrociklusokat, szerves oldószereket, polimereket stb.), amelyek kölcsönhatásba léphetnek az elemzett részecskékkel és megváltoztathatják azok elektroforetikus mobilitását. 1. megjegyzés: Ez a módszer más néven kapilláris zóna elektroforézis (CZE). A semleges komponenseket ezzel a módszerrel nem lehet elválasztani, ezek mind a képerősítő területén vándorolnak. 2. megjegyzés: A kapilláris elektroforézis kifejezés általános kifejezésként való használata az összes kapilláris elektromigrációs módszer esetében nem ajánlott, mivel ezek közül sok módszer (kapilláris gélelektroforézis, kapilláris affinitás elektroforézis, kapilláris izoelektromos fókuszálás, kapilláris izotachoforézis, micelláris elektrokinetikus emionikus kromatográfia, mikro elektrokinetikus kromatográfia, kapilláris elektrokromatográfia) a CE-től eltérő elválasztási elveken alapulnak. A micellás elektrokinetikus kapilláris kromatográfia (MECC) egy elválasztási módszer, amely elektroforetikus és kromatográfiai elválasztási elvek kombinációján alapul. A pufferoldatba egy felületaktív anyagot vezetnek be, amely bizonyos koncentrációkban pszeudo-stacionárius micelláris fázist képez, és a minta komponenseit hidrofób tulajdonságaik szerint elosztják e fázis és a pufferoldat fázis között. 1. MEGJEGYZÉS Ezt a módszert micelláris elektrokinetikus kromatográfiának (MEKC) is nevezik. 2. megjegyzés: A micellák migrációs idejét, t mc, kísérletileg úgy definiáljuk, mint a komponens migrációs idejét, amelyet a micellás fázis teljesen megtart. A micellák jelölője például Szudán 3. Rövidítések 2M-4X 2,4-D 2,4-DM 2,4-DP 2,4-DCP 2,4,5-T APAV AK BIA HPLC GC SDSN rövidítés DEA DES és .e.t. KZE KKM KSAV KE MVI MS MC MEKH ROM TFE FITC FCC FTG FTK-származékok Teljes név 2-metil-4-klór-fenoxi-ecetsav 2,4-diklór-fenoxi-ecetsav 2,4-diklór-fenoxi-vajsav 2,4-diklór-fenoxi-2-diklopionsav, 4 , 5-triklór-fenoxi-ecetsav anionos felületaktív aminosavak benzimidazol nagy teljesítményű folyadékkromatográfia huminsavak nátrium-dodecil-szulfát-dietanol-amin elektromos kétrétegű izoelektromos pont kapilláris zóna elektroforézis kritikus micella koncentráció kationos felületaktív anyag-kapilláris elektroforézis spektrometrikus módszer teljesítmény csak olvasható memória szilárd fázisú extrakció fenil-izoxocian feniltiohidantoin feniltiokarbamil származékok

6 8 Analitikai műszeripari cég "Lumex" kapilláris elektroforézis rendszer "Kapel" 9 FUA fenoxi-ecetsav t m migrációs idő CD ciklodextrin Thr treonin CTAB cetiltrimetil-ammónium-bromid Trp triptofán CTAOH cetiltrimetil-ammónium-hidroxid Tyr etirozin U arginin szelektivitási tényező Asn aszparagin interfaciális potenciálkülönbség Asp aszparaginsav dielektromos állandó Cys-Cys cisztin zéta potenciál D diffúziós együttható oldat viszkozitás Gln Glu Gly His ID Ile k "L összes Leu Lys Met N Phe pk a Pro qr R s Ser glutamin glutaminsav glicin hisztidin kapilláris belső átmérő izoleucin kapacitás faktor teljes kapilláris hossz effektív kapilláris hossz leucin lizin metionin hatékonyság fenilalanin disszociáció állandó prolin részecske töltés részecske sugár szomszédos csúcsok felbontása szerin µ összesen a részecske mobilitása μ eop az elektroozmotikus áramlás mobilitása μ a részecske tényleges elektroforetikus mobilitása

7 10 A "Lumex" analitikai műszerek vállalata "Kapel" kapilláris elektroforézis rendszer 11 Bevezetés Az elmúlt két évtizedben aktív érdeklődés mutatkozott a komplex keverékek elválasztásának új, intenzíven fejlődő módszere, a kapilláris elektroforézis iránt, amely lehetővé teszi különféle jellegű ionos és semleges komponensek nagy gyorsasággal és egyedi hatékonysággal történő elemzése. A kapilláris elektroforézis elektrokinetikai jelenségeken, az ionok és más töltött részecskék elektromigrációján és az elektroozmózison alapul. Ezek a jelenségek akkor fordulnak elő megoldásokban, amikor főleg nagyfeszültségű elektromos mezőbe kerülnek. Ha az oldat vékony kapillárisban van, például kvarcban, akkor a kapilláris mentén alkalmazott elektromos mező miatt a töltött részecskék elmozdulnak benne, és passzív folyadék áramlik, amelynek eredményeként a mintát külön alkotórészekre választják szét. , mivel az elektromigrációs paraméterek a töltött részecskék minden típusára specifikusak ... Ugyanakkor az olyan zavaró tényezők, mint a diffúzió, a szorpció, a konvekció, a gravitáció stb., A kapillárisban jelentősen meggyengültek, ami miatt rekord elválasztási hatékonyság érhető el. Hagyományosan a kapilláris elektroforézist összehasonlítják a nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával (HPLC), mivel mindkét módszerben az elválasztás zárt térben (kapilláris vagy oszlop) történik mozgó folyadékfázis (pufferoldat vagy mozgófázis (eluens)) és hasonló részvételével. detektálási elveket alkalmaznak a jelek és adatfeldolgozó programok rögzítésére. Mindazonáltal a módszereknek vannak különbségei, amelyek kétségtelenül a kapilláris elektroforézis előnyeihez kapcsolódnak: magas elválasztási hatékonyság (elméleti lemezek százezrei), elérhetetlen HPLC és a képerősítő lapos profiljához kapcsolódik, kis mennyiségű elemzett minta és pufferek (legfeljebb napi 1 2 ml), miközben gyakorlatilag nincs szükség nagy tisztaságú, drága szerves oldószerek használatára, nincs oszlop, nincs szorbens, nincsenek öregedési problémák, ezért az oszlop cseréje, egyszerű és olcsó berendezések, egyetlen elemzés gyorsasága és alacsony költsége. A kapilláris elektroforézis módszerét napjainkban sikeresen alkalmazzák különféle anyagok (szervetlen és szerves kationok és anionok, aminosavak, vitaminok, gyógyszerek, színezékek, fehérjék stb.) És tárgyak (a víz és italok, a termelés ellenőrzése, a bejövő kontroll nyersanyagok, a gyógyszerek és az élelmiszeripari termékek elemzése, az igazságügyi orvostudomány, az orvostudomány, a biokémia stb. stb.). Oroszországban a CE módszer képességeinek tanulmányozásával és annak analitikai alkalmazásaival kapcsolatos munkák csak az utóbbi években kezdtek megjelenni, amelyet nagyrészt a kapilláris elektroforézishez szükséges háztartási eszközök létrehozása indított el. A "Lumex" által kifejlesztett és gyártott "Kapel" kapilláris elektroforézis rendszerek az első soros eszközcsalád Oroszországban és a FÁK-ban, amelyek szerepelnek a mérőeszközök állami nyilvántartásában és e módszer megvalósítására szolgálnak. A család ma a következő mérőeszközként tanúsított módosításokat tartalmazza: "Kapel-103R", "Kapel-103RT", "Kapel-104T", "Kapel-104M", "Kapel-105" és "Kapel-105M" ... A vállalat gyártja a Kapel-PE elektroinjektáló analizátorok kísérleti módosítását is. A "Kapel-PT" beépített áramláspotenciál-mérő egységgel rendelkező modellek fejlesztése folyamatban van. Kapilláris elektroforézis rendszerek A "cseppek" az anyagok vizes és vizes-szerves oldatokban lévő mintáinak összetételének mennyiségi és minőségi meghatározására szolgálnak a kapilláris elektroforézis módszerével. Bármelyik módosítás eszközén korlátozás nélkül olyan módszerek valósíthatók meg, amelyek a CE, a kapilláris zóna elektroforézis (CZE) vagy a micelláris elektrokinetikus kromatográfia (MEKC) főbb lehetőségeit alkalmazzák. Az első lehetőség csak a minták ionos komponenseinek elemzésére szolgál, a második mind az ionos vegyületek, mind az anyagok molekuláris formáinak elemzésére. Különféle technikai megoldások, amelyeket a Lumex szakemberei használnak a Kapel család eszközeinek létrehozásakor, fül. Az 1. ábra lehetővé teszi a fogyasztó számára, hogy kiválassza a megoldást, amely a legjobban megfelel a megoldandó probléma természetének. A CE korlátai közül meg kell jegyezni, hogy a HPLC-vel összehasonlítva a koncentráció érzékenysége alacsony, és az elemzett vegyületek vízben való oldódásának és vizes-szerves keverékek hígításának követelménye. Ugyanakkor ezek a korlátozások nem áthidalhatatlanok. Így az UV-detektálás alkalmazásakor a meghatározás elégtelen érzékenysége (az optikai út kicsi hossza miatt, amely megegyezik a kapilláris belső átmérőjével) kompenzálható az ilyen típusú detektálások alkalmazásával, mint lézer által indukált fluorometrikus vagy tömeges spektrometrikus a minta on-line koncentrálásának különféle módszereivel kombinálva (ún. egymásra rakás és söpörés). A nem vizes kapilláris elektroforézis egyik változata sikeresen lehetővé teszi egy minta hidrofób komponenseinek szétválasztását és elemzését, amelyek nem oldódnak vizes oldatokban.

8 12 A "Lumex" analitikai műszerek vállalata "Kapel" kapilláris elektroforézis rendszer 13 A "Kapel-103R" a legegyszerűbb modell kézi vezérléssel és lépésről lépésre történő működéssel. Csak egy, az elemzett oldattal ellátott kémcsövet lehet felszerelni a készülékbe. A Kapel-103R ideális a kapilláris elektroforézis módszerének oktatására az egyetemeken, műszaki líceumokban és laboratóriumokban, az eljárások egyértelműsége és a könnyű kezelhetőség miatt. 1. táblázat: A Kapel sorozatú készülékek műszaki jellemzői. Jellemzők Cseppek -103R Cseppek -103RT Cseppek -104T fotometrikus detektor nagyfeszültségű egység Minta bevezetése Mintaváltás mosó kapilláris kapilláris hűtés A paraméterek beállításának és / vagy megváltoztatásának lehetősége az elemzés során Cseppek -105 Cseppek -105M 254 nm nm egyenfeszültség 1 25 kV, 1 kV-os lépés, változtatható polaritás, MCA áram hidrodinamikus vagy elektrokinetikus automata két kézi mintavevővel 10 bemeneti és 10 kimeneti csőhöz állandó nyomáson ~ 1000 mbar kvarc (hossz cm, belső átmérő 50 vagy 75 μm) kényszerített levegő analízis időnyomás folyadék feszültség a hűtőfolyadék hőmérsékletének beállításával (a környezeti hőmérséklettől 10 és +30 С között) elemzés idő nyomás hőmérséklet feszültség elemzés idő hullámhossz nyomás hőmérséklet feszültségellátás V, 50/60 Hz teljesítményfelvétel, W méretek, mm 420x330x x350x x500x súly, kg (105M) Az adatok gyűjtését, feldolgozását és kiadását személyi számítógép segítségével végzik Korszak a "Windows 98 / ME / NT / 2000 / XP" operációs rendszerrel, amelyre a kromatográfiai adatok gyűjtésére és feldolgozására szolgáló program "MultiChrome for Windows" 1.5x verzió van telepítve. A "KAPEL-105M / 104M" módosításokhoz az eszközt vezérlik, az adatgyűjtést és -feldolgozást az "Elforan" szoftver segítségével hajtják végre. A "KAPEL-105M" módosításához az eszközvezérlés, az adatgyűjtés és -feldolgozás a "MultiChrom for Windows" 2.5x verziójú szoftverrel lehetséges. A "Kapel-103RT" az előző modelltől abban különbözik, hogy folyékony hűtőrendszer van a kapilláris számára, amely lehetővé teszi a hűtőfolyadék hőmérsékletének adott szinten tartását a laboratóriumi helyiség hőmérsékletétől függetlenül, ezáltal növelve a mérési eredmények reprodukálhatóságát . A kapilláris hatékony hűtése nagyobb feszültségek alkalmazását teszi lehetővé az elemzéshez, ami az elválasztási hatékonyság növekedését és az elemzési idő csökkenését vonja maga után. A Kapel-104T soros elemzésre készült. Két automatikus mintavevővel, a kapilláris folyadékhűtési rendszerével van felszerelve, és felhasználóbarát felülettel rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy automatikus módban programokat hozzon létre az eszközhöz. Az egyszerűbb Kapel-104 modell (levegővel, kevésbé hatékony kapilláris hűtéssel) jelenleg nincs gyártva. A Kapel-104M, bár megőrzi a Kapel-104T összes képességét, napjaink legmodernebb elektronikájával rendelkezik, teljesen számítógéppel vezérelt, és egységes programmal van felszerelve az elektroforetikus adatok vezérlésére, gyűjtésére és feldolgozására. A kapilláriskazetta továbbfejlesztett kialakítása gyors és megbízható kapilláriscserét tesz lehetővé. A "Kapel-105" a legszélesebb lehetőségekkel rendelkező eszköz. Megőrzi az előző modellek legjobb tulajdonságait: folyékony kapilláris hűtőrendszert, automatikus mintavételeket és programozott automatikus üzemmódban való munkát. Ezen túlmenően a készülék rendelkezik deutériumlámpán alapuló spektrofotometriás detektorral és difrakciós rácsú monokromátorral, amelyek miatt a működési hullámhossz-tartomány lefedi a tartományt 190 és 400 nm között. Mindez a Kapel-105-et a kutatómunka nélkülözhetetlen eszközévé teszi mind az új módszerek kidolgozása, mind az analitikai gyakorlat során. A Kapel sorozat tanúsított modelljei közül a legújabb a Kapel-105M. A legújabb elektronikus bázissal együtt megvalósítja az eszköz teljes vezérlését, az adatgyűjtést és -feldolgozást a saját szoftverével, valamint az elemzett minta komponenseinek abszorpciós spektrumainak regisztrálásának lehetőségét az elemzés során. A "Kapel-PE" kísérleti módosításai elektroinjektáló analizátorok egy új kapilláris elektroforézis módszer megvalósításához. Ebben a módszerben az egymással kölcsönhatásba lépő komponenseket az elektrokinetikai módszerrel mindkét végéből a kapillárisba vezetjük. Amikor ezek a komponensek a kapillárisban találkoznak, új vegyületeket képeznek, amelyek mobilitása más, mint a kezdeti, és ezért regisztrálhatók, amikor áthaladnak a detektálási zónán. Az eszköz érdekes lehet azok számára, akik kémiai kinetika, reaktivitás, komplexus problémáival foglalkoznak

9 14 A "Lumex" analitikai készülékek vállalata 1. fejezet. A kapilláris elektroforézis 15 konformációjának fizikai-kémiai alapjai, stb. A készülék különlegessége egy speciális kazetta, amelyben a detektor ablaka a kapilláris közepén található, amelyhez a kapilláris tényleges hossza megegyezik a kationhoz és a minták anionos komponenseihez. A készülék a higanylámpán kívül cserélhető izzólámpával és fényszűrőkészlettel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik az üzemi hullámhossz-tartomány kiterjesztését a spektrum látható és közeli infravörös tartományaira. A Kapel-PT módosítás áramlási potenciál mérő egységgel van felszerelve. Az áramlási potenciál (az angol szakirodalomban streaming potenciálban) fizikai természeténél fogva az elektroozmotikus áramlással ellentétes jelenség a kapilláris végeinél keletkezik, amikor elektrolitáram jön létre benne. Akkor is előfordul, amikor a kapilláris vezető oldatú pufferrel van öblítve a kapilláris kondicionálása során. Az áramlási potenciál (FC) mérése ebben a pillanatban lehetővé teszi a kapilláris készenléti fokának felmérését a következő elemzéshez, és ezáltal növeli az alkatrészek felszabadulási idejének reprodukálhatóságát hasonló elektroforammák sorozatában. Viszont a felszabadulási idők reprodukálhatóságának javulásával együtt jár az anyag csúcsban lévő mennyiségének reprodukálhatóságának javulása, vagyis az anyag koncentrációjának a mintában történő mennyiségi értékelésének reprodukálhatósága. A „Cseppek” rendszer bármely modelljében beállíthatja vagy módosíthatja az elemzés során: nyomás, feszültség, elemzési idő, hőmérséklet (folyadékhűtéses kapillárisral rendelkező rendszerek esetén), hullámhossz (105 / 105M modelleknél). Így a módszer tág lehetőségei a műszer multifunkcionalitásával kombinálva lehetővé teszik a kapilláris elektroforézis és a Kapel-eszközök alkalmazását az analitikai problémák sokféle megoldására. 1. fejezet A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai és kémiai alapjai A töltött kolloid részecskék mozgását külső elektromos tér hatására elektroforézisnek nevezzük. Az elektroforézist mint elválasztási módszert a XX. Század 30-as éveiben javasolták. Tiselius. A szérumfehérjék keverékét egy pufferoldatba helyezte, és elektromos mező alkalmazásával megállapította, hogy a minta komponensei a méretük, alakjuk és elektromos töltésük által meghatározott irányban és sebességgel vándoroltak. 1948-ban a mű kémiai Nobel-díjat kapott. A módszer széles körű korlátozásának legfőbb korlátja a hőhatásoknak és a folyadékkonvekciónak köszönhető alacsony elválasztási hatékonyság volt. Ezt a problémát részben megoldották nem konvektív közeg (poliakrilamid-gélek) alkalmazásával a gélelektroforézis során. Annak ellenére, hogy a gélben történő szétválasztás meglehetősen elterjedt, különösen a biokémiában, korlátai is nyilvánvalóak: hosszú elemzési idő, elégtelen hatékonyság, valamint a detektálás és automatizálás nehézségei. 1967-ben Hirten svéd tudós azt javasolta, hogy ne síkban, hanem 15 mm belső átmérőjű kapillárisok nyitott csöveiben hajtsák végre az elektroforetikus elválasztást, ezzel megindítva a kapilláris elektroforézis módszerét. Később Virtanen és Mikkers üveg és teflon kapillárisokat használtak 200 mikron belső átmérővel, végül az 1980-as évek elején. XX Jorgenson és Lucas bemutatták a 75 μm belső átmérőjű kvarckapilláris elválasztási képességét, felhasználva a nagyon kicsi és egyenletes belső átmérőjű (~ tíz mikron) kvarckapillárisok gyártásának legfrissebb eredményeit, amelyek átlátszóak az ultraibolya tartományban. spektrum. Ezenkívül a világ már jelentős tapasztalatokat gyűjtött az analitikai jelek detektálásának képességeiről a folyamban. Ettől a pillanattól kezdődik a kapilláris elektroforézis módszerének modern formában történő aktív fejlesztése, a mai napig folytatva. Az FE módszer a komplex keverék feltöltött komponenseinek elválasztásán alapul egy kvarckapillárisban alkalmazott elektromos tér hatására. Az elemzett oldat mikrotérfogatát (~ 2 nl) injektáljuk egy megfelelő pufferelektrolittal előretöltött kvarckapillárisba. Miután a kapilláris végeire nagy feszültséget (legfeljebb 30 kV) alkalmaznak, a keverék alkotórészei különböző sebességgel kezdenek mozogni, elsősorban a töltéstől és a tömegtől (pontosabban az ionsugár értékétől) függően, és ennek megfelelően különböző időpontokban érje el az érzékelési zónát. Az eredményül kapott csúcssorozatot elektroforegrammának nevezzük; az anyag minőségi jellemzője a vándorlás ideje, a mennyiségi jellemző pedig az anyag koncentrációjával arányos magasság vagy csúcsterület. A módszer részletesebb megértése érdekében számos olyan folyamatot kell figyelembe venni, amely egy elektrolittal töltött kapillárisban történik és egy hosszirányú elektromos mezőbe kerül. Az olvasztott kvarc felületén elhelyezkedő sziloxáncsoportok vízzel vagy vizes oldatokkal érintkezve hidrolizálódva dupla mennyiségű szilanolcsoportot képeznek, amelyeket ezután hidratálnak. \u003e Si \u003d O H 2 O\u003e Si OH OH

10 16 A kapilláris elektroforézis rendszere "Cseppek" 1. fejezet. A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai-kémiai alapelvei 17 A hidrolízis sebessége és mértéke függ a vizes oldatok hőmérsékletétől és pH-jától, és kisebb mértékben a só koncentrációjától a megoldás háttere. Vizes oldatban a szilanolcsoportok képesek a sav disszociációjára. Az első szakasz konstansának értéke K a1 \u003d 2,5x10-3. Ez azt jelenti, hogy amikor a vizes oldat pH-ja 2,5-nél nagyobb, a kvarcfelület bizonyos negatív töltést nyer, amely az oldat pH-jának növekedésével növekszik. Éppen ellenkezőleg, ~ 2 vagy ennél alacsonyabb pH-n a szilanolcsoportok disszociációja szinte teljesen elnyomódik, és a kvarcfelület semlegessé válik. A szilanolcsoportok disszociációja elektromos kettős réteg (DES) képződését idézi elő a kvarc és a vizes elektrolit oldat határfelületén. 1a. Az első lemez mozdulatlan negatív töltésű szilanolcsoportokból áll. A kettős réteg második lemeze az oldatban lévő pozitív töltésű kationokból áll. A kondenzátor lemezeit elválasztó dielektrikum vízmolekulák, amelyek hidratálják mind a szilanolcsoportokat, mind a kationokat. A DES pozitív része viszont két részre oszlik: az első (vagy álló), közvetlenül a kvarcfelülettel szomszédos, és a második (vagy diffúz), amely a felszíntől bizonyos távolságra helyezkedik el. Az álló részen a pozitív töltések száma kevesebb, mint a kvarcfelület negatív töltései, a hidratáció miatti kationok méretének növekedése miatt. Ennek eredményeként a kationok bizonyos mértékű koncentrációja képződik a DES diffúz részében. E két réteg között található az ún. Ha a kapilláris mentén elektromos mezőt alkalmazunk, a csúszó határ a helyén marad, míg a diffúz rész elkezd vándorolni a katódhoz, és az intermolekuláris kohézió miatt a kapilláris folyadék teljes tömegét magával rántja. Elektromozmos áramlás (EOC) keletkezik, amely az oldat passzív átvitelét hajtja végre a kapillárisban. Az EOC sebessége nagymértékben függ az oldat pH-jától: erősen savas oldatokban nincs EOC, gyengén savas oldatokban jelentéktelen a sebessége, a semleges és lúgos területekre való átjutáskor az EOC maximálisan lehetséges. Másrészt ez az érték függ a meghajtó puffer elektrolitkoncentrációjától: minél nagyobb, annál nagyobb lesz a kationok frakciója a DES álló részén, és csökken a diffúz rész vastagsága, és ennek megfelelően a az elektroozmotikus áramlás sebessége csökken. Ábrán. Az 1b. Ábra a díjak megoszlását mutatja a DES-ben. A disszociált szilanolcsoportok által létrehozott teljes potenciál () arányos a töltéssel. Ennek a potenciálnak () egy részét semlegesítik a kettős réteg második lemezének álló részén található ionok pozitív töltései. A pozitív töltések fennmaradó része elektrokinetikai vagy potenciális (zeta-potenciált) hoz létre az oldat felszíni közeli rétegében. Ábra: 1a. Elektromos kétrétegű szerkezet. A DES diffúz részének vastagsága 1b. A díjak megoszlása \u200b\u200ba DES-ben.

11 18 Kapilláris elektroforézis rendszere "Cseppek" 1. fejezet. A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai-kémiai alapjai 19 A képerősítő egyedülálló tulajdonsága a lapos áramlási profil (szemben a HPLC-ben a parabolissal), amely gyakorlatilag nem okoz szélesedést, amikor a kapilláris belsejében lévő alkatrészek zónái mozognak (2. ábra). Emiatt az FE módszert a legnagyobb hatékonyság jellemzi (~ százezer elméleti lemez). Elektrosmotikus áramlás A kapilláris elektroforézis eszközeiben egy elektrolit oldattal töltött kapilláris végét két, ugyanazt az elektrolitot tartalmazó edénybe engedik, amelybe elektródákat helyeznek. Az elektrolitnak puffertulajdonságokkal kell rendelkeznie, hogy egyrészt megakadályozza az oldat összetételének változását az elektród közeli terekben, másrészt stabilizálja a minta komponenseinek állapotát az elemzés során. Ha az elektródákra nagy feszültséget kapcsolnak, akkor a kapillárisban gyorsan stacionárius állapot alakul ki: a kapillárison állandó elektroozmotikus áramlás áramlik át, amelyre a kationok és anionok kölcsönösen ellentétes elektromigrációja kerül. Ha az anód oldaláról kis mennyiségű mintaoldatot viszünk be a kapillárisba, akkor a képerősítő ezt a zónát átviszi a katódra (az érzékelési területre), és a zóna egy ideig a kapillárisban lehet. nagyfeszültségű elektromos tér hatása. Ez alatt az idő alatt a minta feltöltött komponensei az elektroforetikus mozgékonyságuknak megfelelően mozognak. A minta kationos komponensei a katódra lépve utolérik az elektroozmotikus áramlást (3. ábra). Mozgásuk sebessége a képerősítő sebességének és az elektromigrációs sebességnek az összege, ezért a kapilláris kijáratánál a kationok jelennek meg először és annál előbb, annál nagyobbak az elektroforetikus mozgékonyságuk. A minta semleges komponensei csak az elektroozmotikus áramlás hatására képesek mozogni, míg az anionos komponensek az anódhoz a képerősítő sebességénél kisebb sebességgel mozognak. Lassan vándorló anionok jelennek meg a kijáratnál a képerősítő cső után, és azok, akiknek az elektromigrációs sebessége abszolút értékben meghaladja a képerősítő cső sebességét, elhagyják a kapillárisot az anódtérben. Lamináris áramlás 2. Az áramlási profil hatása az anyagzóna szélességére.

12 20 A kapilláris elektroforézis rendszere "Cseppek" 1. fejezet. A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai-kémiai alapjai elegendő ahhoz, hogy az ionmobilitás különbségei megjelenjenek, majd a következő oldalon: A katillus közelében lévő kapilláris kijáratánál megfigyelhető az oldat zónája, amelyben a minta egyes komponensei találhatók. A vezető elektrolitnak (munkapuffer oldatnak is nevezik) olyan koncentrációjúnak kell lennie, amelynél az oldat elektromos ellenállása a kapillárisban elég nagy. Ez a követelmény annak a ténynek köszönhető, hogy a vezetőben az elektromos áram áthaladása során hő keletkezik. Ha az áram elég nagy, a kapillárisban lévő folyadék akár fel is forrhat. Hagyományosan úgy gondolják, hogy a kapillárisban lévő elektromos áram betartja Ohm törvényét, bár ismert, hogy az áram és a feszültség közötti lineáris kapcsolat csak korlátozott feszültségtartományban létezik. Vizsgáljuk meg ennek a jelenségnek néhány aspektusát egy konkrét példával. Legyen a kapilláris teljes hossza 60 cm, a tényleges hossza (vagyis a bejárattól a detektorablakig terjedő hossz) 50 cm, az elektródákra alkalmazott üzemi feszültség 25 kV, a kapillárisban lévő áram pedig 100 μA. A kapilláris áramának hossza és átmérője, valamint az oldatban lévő elektrolit koncentrációja függ. 75 μm belső átmérővel rendelkező kapilláris esetében 100 μA áramot érnek el 25 kV feszültség mellett, ha az elektrolit sótartalma 0,03 0,04 mol / L. A választott körülmények között az áramkör elektromos ellenállása 250 M (megaohm), a feszültséggradiens, amely gyakorlatilag egybeesik a terepi gradienssel, 416 V / cm. A kapillárisban felszabaduló teljesítmény ebben az esetben 2,5 W. Mivel mindez hőenergiává alakul, kényelmesebb átalakítani termikus kalóriaegységekké. Az újraszámítás azt mutatja, hogy másodpercenként óriási mennyiségű 0,6 kalória szabadul fel a kapillárisban, tekintettel arra, hogy a 75 mikron átmérőjű kapilláris folyadékmennyisége csak 2,65 μl. Ha nem vesszük figyelembe a hőátadást a kapilláris falán, akkor ez a mennyiség elegendő ahhoz, hogy a kapillárisban lévő folyadék hőmérséklete 1 másodpercen belül 225 C-kal (!) Emelkedjen. Ábra: 3. Az ionok elektroforetikus vándorlása elektroozmotikus áramlás jelenlétében. Ez a hivatalos számítás megmutatja, mennyire súlyos a kapilláris hűtés problémája az FE-ben. Valójában a felszabaduló hőt nemcsak az oldat melegítésére fordítják, hanem a kvarcfalak és a poliimid héj fűtésére is. Azt is figyelembe kell venni, hogy a kvarc hőkapacitása ~ 6-szor kisebb, mint a vizes oldaté, az olvasztott kvarc hővezetési tényezője pedig a víz 16-szorosa. Mindezek a körülmények hozzájárulnak a hő hatékony eltávolításához a külső környezetbe, azonban ha nem tesznek külön intézkedéseket, akkor a kapilláris folyadék nagyon hamar felforr. Ezért a CE-készülékekben mindig van egy kapilláris hűtőrendszer energikus levegőfúvással, vagy folyadékhűtési rendszer. A kapilláris hőegyensúlya meglehetősen gyorsan létrejön. Jellemzője az oldat radiális irányú hőmérsékletének viszonylag kicsi különbsége a kapilláris belső csatornájában, valamint a hőmérséklet-gradiens stabil a kapilláris belső és külső falai között. A folyadék felmelegítése nem okozza a konvektív áramlások megjelenését, mivel a hevítés a kapilláris teljes lumenén egyenletesen történik. Ennek eredményeként a folyadék nem keveredik, ami a meghatározott komponensek zónáinak eróziójához vezet. Túlzott melegítés esetén a folyadék felforrhat, és a gőzbuborékok megszakítják a kapilláris áramát, ami

13 22 Kapilláris elektroforézis rendszere "Cseppek" 1. fejezet. A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai-kémiai alapjai 23 Az elemzés lehetetlen. Ezért az elektroforetikus szétválasztás feltételeinek megválasztásakor törekedni kell az áram minimalizálására a vezető elektrolit koncentrációjának megfelelő megválasztásával. A pufferben és a mintaoldatokban az elektrolitok koncentrációjától függően a komponensek viselkedése az elválasztás során kissé eltérhet. Ha a vezető elektrolit és a minta elektromos vezetőképessége megegyezik, akkor a kapilláris teljes hossza mentén a feszültségesés egyenletes, és a minta komponensei egyenletesen mozognak, a benne rejlő sebességgel. Ebben az esetben a kapilláris kimeneténél (pontosabban a detektorablak területén) a csúcsszélesség hozzávetőlegesen megegyezik a mintaterület szélességével (ha elhanyagoljuk a kenetet). Ezért hatékony elválasztás érhető el a lehető legkisebb mintatérfogat bevezetésével (de a szükséges érzékenység biztosítása érdekében a mintában lévő analit koncentrációjának a lehető legnagyobbnak kell lennie). Más viselkedés figyelhető meg, ha a mintaoldat elektromos vezetőképessége kisebb, mint a vezető elektrolit elektromos vezetőképessége. Ebben az esetben egy nagy ellenállású szakasz jelenik meg a kapillárisban, és a kapillárison átáramló áram csökken, de Ohm törvényének megfelelően a meghibásodás által elfoglalt szakasz feszültségesése annyiszor növekszik, ahányszor a minta ellenállása nagyobb, mint a a vezető elektrolit egyenlő szakaszának ellenállása. Tehát, ha a mintaoldat ellenállása a kapillárisban tízszer nagyobb, mint a vezető elektrolit ellenállása, a potenciálgradiens a minta zónájában tízszer nagyobb lesz, mint a kapilláris többi részén. A minta zónában lévő nagy potenciálgradiens arra kényszeríti a minta komponenseit, hogy gyorsabban vándoroljanak a zóna határáig, ahol koncentrált és előzetesen elválasztott formában átjutnak a vezető elektrolitba, és ott folytatják, de már lassabban, hogy a detektor. A leírt jelenséget egymásra rakásnak hívják, és széles körben használják az elektroforetikus szétválasztás gyakorlatában. Lehetővé teszi a meghatározott komponensek nagyon keskeny csúcsainak megszerzését, és ennek következtében koncentrációjuk a csúcsban jóval magasabbnak bizonyul, mint az eredeti mintában. A gyakorlatban az egymásra rakást úgy hajtják végre, hogy az injekció beadása előtt a mintát speciális pufferoldattal (amelynek koncentrációja tízszer kisebb, mint a munkapuffer oldat koncentrációja) vagy akár desztillált vízzel hígítjuk. használjon olyan puffer-vezető elektrolit-összetételeket, amelyekben a víz lebomlik az elektródákon (az egyik leggyakoribb puffer a CE számára a borax oldat). A katódnál a hidrogénionok redukálódnak, a molekuláris hidrogén felszabadul a katód felületén, és a hidroxilionok képződnek a katódtérben. Az anódnál a hidroxilionok oxidációja, a molekuláris oxigén felszabadulása az anód felületén és hidrogénionok képződése az anódtérben. A katódnál: 2H 2 O + 2e - Η 2 + 2ΟΗ Az anódnál: 2ΟΗ 2e - Ο 2 + 2Η + A CE-ben alkalmazott nagy potenciálkülönbségeknél más párhuzamos elektrokémiai reakciók léphetnek fel az elektródákon, de a fentiek a főbbek. A képződött hidroxil- és hidrogénionokat a vezető elektrolit pufferkomponensei semlegesítik: ha a katódrétegben borórpuffert használnak bórsavval, az anódborátionban. Így az elektród közeli terekben csak a pufferkeverék komponenseinek mólarányában van változás, ami csak kismértékű változáshoz vezet az oldat pH-jában. Ábrán. A 4. ábra egy kapilláris és egy elektróda tipikus elrendezését mutatja egy kémcsőben elektrolitoldattal, amelyet a "Kapel" rendszerekben alkalmaznak. Ugyanebben az esetben, amikor a mintaoldat elektromos vezetőképessége nagyobb, mint a vezető elektrolit elektromos vezetőképessége, a bontás által elfoglalt területen a feszültségesés hirtelen csökken. Ennek eredményeként a mintakomponensek elektromigrációs sebessége csökken, lassabban érik el a zóna határt, és amikor a vezető elektrolithoz mennek, megnő a mozgásuk sebessége. A csúcsok elkenődnek, átfedik egymást, és az elválasztás hatékonysága élesen romlik. A kapilláris elektroforézis módszerében nyitott rendszereket alkalmaznak abban az értelemben, hogy az elektrolit-oldat, amelyben az elválasztás történik, nincs elválasztva azoktól az elektródoktól, amelyekre feszültséget adnak, bár az elektród közeli terek egy vékony kvarckapillárison keresztül kapcsolódnak össze , amely elvégzi a fő elválasztó funkciót, de elektrolitikus hídként is szolgál.zárja az elektromos áramkört. Az elektromos áramkörökben, amelyek egyidejűleg tartalmazzák az első és a második vezetőt, az áramlás lehetetlen elektrokémiai reakciók nélkül a fémoldat határain. A kapilláris elektroforézis során megpróbálják használni 4. A kapilláris és az elektróda tipikus elhelyezkedése kémcsőben oldattal.

14 24 Kapilláris elektroforézis rendszere "Cseppek" 1. fejezet. A kapilláris elektroforézis módszerének fizikai-kémiai alapjai 25 A kapilláris szája a cső térfogatának alsó harmadában helyezkedik el; az elektróda alsó széle megközelítőleg az oldat felső harmadának alsó szintjén van. Ezzel az elrendezéssel az elektrokémiai reakciók termékei, különösen a gázbuborékok, nem tudnak behatolni a kapilláris lumenébe, valamint a vezető elektrolitoldat, amely semlegesítési termékeket tartalmaz, és összetételében különbözik a kezdetiétől. Ugyanakkor a vezető elektrolit fogyasztása a képerősítő miatt a térfogat középső harmadától kezdve változatlan oldatnak köszönhető. A leírt állapot fenntartását megkönnyíti az oldat keverésének hiánya az elemzés során. Tegyük fel, hogy az elemzést 100 μA árammal végezzük 15 percig. Ez alatt az idő alatt 1x10-4 Ax900 sec \u003d 0,09 coulomb villany áramlik át az oldaton, ami 9,33x10-7 molnak felel meg. Ugyanannyi mol hidrogén- és hidroxil-ion képződik 500 μl pufferoldatot tartalmazó kémcsövekben. Ezért egy elemzés során a pufferoldat egyik komponensének koncentrációja 9,33x10-7 / 5x10-4 \u003d 1,86x10-3 mol / l-rel változik. Ha a pufferoldat komponenseinek kezdeti összkoncentrációja ~ 0,02 M, akkor az 5 6 elemzéshez a vezető elektrolit pufferkapacitása teljesen kimerül. A megadott példa azt mutatja, hogy az elemzés során a vezető elektrolit komponenseinek koncentrációja jelentősen megváltozik. Ezért a megismételhető eredmények elérése érdekében a működő csövekben a vezető elektrolit oldatokat rendszeresen 3-4 elemzésenként, átlagosan friss adagokkal kell kicserélni. Ez annál is fontosabb, mert a minták kationos komponensei felhalmozódnak a katód közeli térben, amely a katódnál a következő elemzések során elemi állapotra redukálható. Hasonlóképpen, a minták anionos komponensei felhalmozódhatnak az anódtérben. Közülük az egyik legkellemetlenebb a Cl anion, amely az elektródán szabad klórtá oxidálódva a platina anód korrózióját okozza. az elektród közeli rétegekben lévő egyensúly a vezető elektrolit felesleges ionjainak egymással ellentétes irányú elektromigrációját okozza. A kapilláris belsejében a kationok felesleges koncentrációjának migrációja a kapilláris kettős rétegének diffúz részében egyesíti ezeket a felesleges ionáramlásokat. A mozgási mechanizmus nyilvánvalóan váltóverseny. Az elektródreakciók minden elemi hatása az oldatban lévő ionok teljes tömegét arra kényszeríti, hogy az oldatban lévő interionikus távolság értékével elmozduljon. A mozgás sebessége olyan, hogy az oldat elektroneutralitása a kapilláris teljes térfogatában bármikor és bármikor megfigyelhető. Így ezen áramlások szerepe az elektród közeli terekben fellépő sztöchiometriai zavarok kiegyenlítése. Az elektromigráció sebességét korlátozó és szabályozó tényezők az elektrokémiai reakciók az elektródák felületén. A kationok bejutását a katódtérbe sztöchiometrikusan kompenzálja egy elektrokémiai reakció, amelynek eredményeként bizonyos mennyiségű kation lecsökken molekuláris állapotba, és ekvivalens mennyiségű anion képződik, ami viszont kompenzálja az anionok veszteségét a katódtérből. Az anódtérben, ugyanabban az időben és azonos mennyiségben, az anionok elektrokémiai oxidációs reakcióját és ekvivalens mennyiségű kation képződését hajtják végre. Ha egy mintát viszünk be a kapillárisba, akkor a folyadékáram átviszi a detektorba. Azok az ionok, amelyek különböznek a vezető elektrolit ionjaitól, elektromos mező hatására kölcsönösen ellentétes irányban vándorolnak, és a migrációs sebességek az egyes iontípusok esetén specifikusak lesznek. A kapilláris elektroforézis tekintetében a folyamatban lévő folyamatok fizikai képe a következő. A potenciál alkalmazása a rendszer elektródáira elektromos kettős réteg kialakulását idézi elő az elektródák felületének közvetlen közelében. Az elektród közeli kettős rétegek határainál a potenciális gradiensek meghaladják a víz bomlási potenciálját, és elektrokémiai reakciók kezdődnek az elektródákon. A hidrogénionok a katódban redukálódnak, a hidroxilionok pedig az anódnál oxidálódnak. Egy katódnál egy hidrogénion redukciója egy hidroxilion képződésével jár a közeli katódrétegben, egy hidroxilion oxidációja az anódnál pedig egy hidrogénion képződésével jár a közeli anódrétegben . Ez a két elemi elektrokémiai reakció az elektródákon egyenértékű egy elektron áthaladásával az oldaton. Az elektródreakciók eredményeként képződő ionok túlzott mértékűek, megzavarják az elektród közeli rétegekben az anyag és az elektromos egyensúlyt. Ezeket az ionokat az elektródok ellentétesen töltött felülete elutasítja, és gyorsan, gyakorlatilag anélkül, hogy elhagynák a közeli elektródrétegeket, a katódközeli zónában lévő vezető elektrolit pufferkomponensei semlegesítik őket a savas komponens által. anódközeli zóna a fő komponens által. A kapilláris és az elektródok fent leírt elhelyezkedésével a sav-bázis egyensúly változása csak a tartályok felső rétegeiben fog bekövetkezni. Az oldatok sztöchiometriájának megsértése, vagyis az elektród közeli rétegekben a kationok (a közeli anódban) és az anionok (a közeli katódban) túlzott koncentrációjának kialakulása, valamint a

15 26 Kapilláris elektroforézis rendszere "Cseppek" 2. fejezet A kapilláris elektroforézis alapvető lehetőségei 27 2. fejezet A kapilláris elektroforézis alapvető lehetőségei Fentebb már említettük, hogy a kapilláris elektroforézis módszerének leggyakoribb lehetőségei a kapilláris zóna elektroforézis és a micelláris elektrokinetikus kromatográfia . A CE legegyszerűbb változata a kapilláris zóna elektroforézis (CZE). A komplex keverék komponensei különböző sebességgel mozognak az elektrolit közegben, diszkrét zónákat alkotva. A CZE megkülönböztető jellemzője, hogy alkalmas csak a minta ionos komponenseinek elválasztására, míg a semleges vegyületek, amelyek nem rendelkeznek saját elektroforetikus mobilitással, az EOC sebességével mozognak, és a semleges komponensek zónájában, a EOC marker. A kapilláris elektroforézis eszközökben, amelyek kvarckapillárisokat használnak, a bemeneti vég polaritása leggyakrabban pozitív (anód), és a képerősítő a minta zónáját átviszi a katódra. A katódkimenet közelében detektor található. Ilyen körülmények között a minta kationos komponensei, amelyek szintén a katódra vándorolnak, megelőzik a képerősítőt, és elsőként jutnak el a detektorhoz külön zónák formájában, amelyeket az egyes csúcsok rögzítenek az elektroforetogramon. Egy idő után a kiindulási oldat régiója is eljut a detektorig, amelyben a minta semleges komponensei megmaradnak. Attól függően, hogy elnyelik-e vagy sem, közvetlen (egyes esetekben fordított) csúcsot rögzítenek az elektroforetogramon, amelyet gyakran szisztémás csúcsnak neveznek. Néha a szisztémás csúcs azonosításához speciális anyagokat, EOP markereket, például benzil-alkoholt adnak a mintához. Ami a minta anionos komponenseit illeti, viselkedésük az EOC sebességének és az anionok elektromigrációjának arányától függ. Ha az anion migrációs sebessége meghaladja az EOC sebességét, akkor előbb-utóbb egy ilyen anion elhagyja a kapillárisot az anódtérben (ez nem kívánatos, mivel egyes anionok, például klorid, bejutnak a munka pufferoldatba, kisülnek az anód korrodálja a platina elektródot). Ha az anion elektromigrációs sebessége kisebb, mint az EOF sebessége, akkor egy ilyen anion regisztrálható ugyanazon az elektroforetogramon a szisztémás csúcs felszabadulása után. A pozitív polaritású CZE ezen változatában meghatározhatók a minták kationos komponensei és a legtöbb szerves anion. Ahhoz, hogy a CZE módszer meghatározza a minták anionos komponenseit (főleg szervetlen eredetűek), meg kell változtatni az alkalmazott feszültség polaritását. Ebben az esetben azonban nemcsak az anionok migrációs iránya változik, hanem az EOC iránya is. Ennek az ellentmondásnak a leküzdése érdekében módosítani kell a kvarckapilláris felületét úgy, hogy az elektromos kettős réteg töltéseinek jelei megforduljanak. Ezt úgy érjük el, hogy kationos felületaktív anyagot juttatunk be a munkapuffer oldatba, például cetil-trimetil-ammónium-bromidot (CTAB). A CTA + kation aktívan szorbálódik a kvarc felületén, elegendő koncentrációval elfoglalva az összes üres helyet a felszínhez legközelebb eső rétegben. A felület, mintha "sörték" lennének hosszú cetil (C 16 H 33) láncokkal. A hidrofóbvá vált felület egy további pufferoldattal történő mosás után felszívja egy másik felületaktív kationréteget, amelynek ammónium-vége kifelé irányul („ecset-ecset” szorbció). Ennek eredményeként az elektromos kettős réteg első rétege pozitívvá válik, míg a második, beleértve annak diffúz részét, negatívvá válik, és az EOC ismét a bemeneti végről a detektorra mozog, kissé elmaradva a gyorsabban vándorló anionoktól. Annak ellenére, hogy az utóbbi években visszatért az elektroforézis eredeti, helyesebb elnevezése Hirten által javasolt, szabad oldatban, a CE területén a publikációk döntő többsége továbbra is a „kapilláris zóna elektroforézis” elnevezést használja. A CZE legfőbb előnye a magas hatékonyság (elméleti lemezek százezrei), míg az elválasztási mechanizmus által egy fázison belül meghatározott szelektivitás a CZE-ben nem megfelelő. A szelektivitás növelése a vezető elektrolit pH-jának megváltoztatásával érhető el, különféle adalékanyagok bevitelével a pufferbe: felületaktív anyagok, makrociklusok, szerves oldószerek stb. A micelláris elektrokinetikus kromatográfia ötvözi az elektroforézist és a kromatográfiát. Terabe japán tudós által 1984-ben bevezetett MEKC vált a legelterjedtebbé a kapilláris elektroforézis egyéb változatai között, elsősorban az ionos és a töltés nélküli mintakomponensek elválasztásának képessége miatt. A semleges vegyületek szétválasztása a micellaképző szerek felületaktív anyagainak (felületaktív anyagainak) az elektrolitba történő bevezetése miatt vált lehetővé. Leggyakrabban anionos felületaktív anyagokat (például nátrium-dodecil-szulfát SDS, eng. SDS) használnak a kritikus micellakoncentrációt (CMC) meghaladó koncentrációkban, amelyek például vizes oldatban az SDS esetében 8 mm. Ebben az esetben az elektrolitoldat főleg micellákat és a felületaktív anyag monomer formájának kis részét tartalmazza. A monomerek hidrofób "farokból" és egy hidrofil (anionos felületaktív anyag esetén negatív töltésű) "fejből" állnak. Az egyenes micellák képződése során a monomer fragmensek be nem poláros végekkel aggregálódnak, és a micella külső gömbfelülete negatív töltésűvé válik. Minden micellát saját kettős elektromos rétege vesz körül, amelynek külső diffúz részét a vezető elektrolit-oldatban lévő kationok alkotják. A micellát alkotó monomerek száma 60 és 100 molekula között változhat, azonban a micella teljes töltése jelentősen alacsonyabb, mivel a DEL második rétegének álló részében hidratált kationok vannak jelen. Sem az APAS micelláris, sem monomer formája nem lép kölcsönhatásba a kvarckapilláris falával, de ha nagy feszültséget alkalmaznak a kapillárisra, mindkét forma az anódra vándorol, míg az EOC a katódra irányul. Ha semleges és töltött komponenseket tartalmazó mintát vezetünk be az anód oldalán lévő kapillárisba, az EOC átviszi őket a katódra, és negatív töltésű APAS micellák áramlása mozog felé. A minta semleges komponensei eloszthatók az oldatfázis és a micelláris fázis között, és ennek az eloszlásnak az állandója a mintamolekulák mindegyik típusára jellemző. Ennek eredményeként a kapilláris kimeneténél rögzítik a semleges komponensek elektroferogramját, valamint a minta lassan vándorló anionjait.

Analitikai műszerek kutató- és gyártótársasága N.V. Komarova, Y.S. Kamentsev GYAKORLATI ÚTMUTATÓ A "DROPS" KAPILLÁRIS ELEKTROFORÉZIS RENDSZEREK HASZNÁLATÁRA St. Petersburg NV Komarova,

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓS EGÉSZSÉGÜGYI MINISZTÉRIUM ÁLTALÁNOS FARMAKÓPIA CIKK OFS elektroforézise.1.2.1.0021.15 Art. GF XI, 1. kiadás Az elektroforézis egy elemzési módszer, amely a töltött részecskék képességén alapul,

15. előadás Az elektrolitok elektromos vezetőképessége Kérdések. Elektrolitok. Elektrolitikus disszociáció. Ion mobilitás. Ohm törvénye az elektrolitokra. Elektrolízis. Faraday törvényei. Az ion töltés meghatározása. 15.1.

23. téma. Aminok. Aminosavak és peptidek A téma tartalma: Aminok, osztályozásuk és nómenklatúrájuk. Az aminok előállítási módszerei és kémiai tulajdonságai. Anilin, elektronikus szerkezete. Az alapvető tulajdonságok függősége

8. Kérdések 1. Adja meg a kromatográfia definícióját! 2. A kromatográfia milyen jellemzői teszik lehetővé a hasonló tulajdonságú anyagok jobb elválasztását más elválasztási módszerekhez képest. 3. Sorolja fel

Elektrokémia (előadások, # 6) kémiai tudományok doktora, A.V. Churikov Saratov Állami Egyetem N. G. Chernyshevsky Kémiai Intézetről kapta Arrhenius elektrolitikus disszociációjának elméletét

3. előadás Voltammetrikus elemzés Előadás vázlata 1. A voltammetria (polarográfia) általános fogalmai. 2. Polarogramok (voltammogramok) 3. Minőségi elemzés a voltammetriában. 4.Voltammetrikus

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓS EGÉSZSÉGÜGYI MINISZTÉRIUM ÁLTALÁNOS FARMAKÓPAI CIKK Kapilláris elektroforézis OFS.1.2.1.0022.15 A kapilláris elektroforézis először bevezetésre került egy fizikai

Függelék a mérőeszközök típusjóváhagyásáról szóló 43903 számú tanúsítványhoz, 1. táblázat a mérőeszközök típusának leírásához "Cseppek" kapilláris elektroforézis rendszer A mérőműszer célja Kapilláris rendszerek

12. ELŐADÁS (VÁLASZTÓ) ELEKTROKINETIKUS JELENTÉSEK A diszperz rendszerekben és a spirálmegoldásokban Az előfordulás okai miatt az elektrokinetikai jelenségeket két csoportra osztják: jelenségek, amelyekben a relatív mozgás

T.P. Vavilova A.E. Medvegyev Biológiai kémia A szájüreg biokémiája Tankönyv Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományügyi Minisztériuma, amelyet az állami költségvetési oktatási intézmény ajánl a Felsőoktatási Intézet számára

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma SZÖVETSÉGI ÁLLAM KÖLTSÉGVETÉSI OKTATÁSI INTÉZMÉNYE FELSŐ OKTATÁS "SARATOV NEMZETI KUTATÁSI ÁLLAM EGYETEM

A VÍZMEGOLDÁSOK ÉS A SÓOLvadék elektrolízise Vadim E. Matulis, Vitaly E. Matulis, TA Kolevich, 1. Az e fogalma Végezzük el a következő kísérletet. Két fémlemezt helyezünk réz (ii) -klorid oldatába,

01/2016: 20247 2.2.47. KAPILLÁRIS ELEKTROFORÉZIS ÁLTALÁNOS ELVEK A kapilláris elektroforézis fizikai elemzési módszer, amely a töltött kapszulák vándorlásán alapszik a kapillárisban

Master program 150400.32 A hő- és tömegátadási folyamatok műszeres tervezésének modern alapelvei A program vezetője, a műszaki tudományok doktora, prof. Konovalov V.I., Brykina E.V., Romanova E.V. TANULMÁNY

Elektrokémia (előadások, # 5) kémiai tudományok doktora, A.V. Churikov Saratov Állami Egyetem N. G. Chernyshevsky Kémiai Intézetről elnevezve Debye Hückel elméletének alkalmazása gyenge elektrolitokra

5. Kapilláris elektroforézis A kapilláris elektroforézis (CE) módszere egy komplex keverék komponenseinek elválasztásán alapul egy kvarckapillárisban egy alkalmazott elektromos tér hatására. Az elemzett mikrotérfogat

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ ÁLTALÁNOS ÉS SZAKMAI OKTATÁSI MINISZTÉRIUMA NOVOSIBIRSK ÁLLAM EGYETEM Fizikai Kar Általános Fizikai Tanszék A LABORATÓRIUMOK LEÍRÁSA 2. rész Molekuláris

VOLTAMPEROMETRIA ELEKTROD-POLARIZÁLÁS Ha E egy olyan elektróda potenciálja, amelyen keresztül elektromos áram folyik, E i \u003d 0 ugyanazon elektróda potenciálja I \u003d 0-nál, akkor E E i \u003d 0 \u003d P az elektróda polarizációja polarizált,

Kémia 3. előadás α-aminosavak, peptidek, fehérjék. Az előadást prof. Belavin Ivan Yurievich 2.α-aminosavak, peptidek, fehérjék α-aminosavak fehérjék bioregulátorok energiaforrás α-aminosavak heterofunkcionális

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma FGAOU HPE Kazan (Volga régió) Szövetségi Egyetem Kémiai Intézete elnevezése A.M. Butlerova Fizikai Kémiai Tanszék Vladimir Sirotkin FIZIKAI

Elektrokémia (előadások, # 13) kémiai tudományok doktora, A.V. A Churikov Saratov Állami Egyetem N. G. Chernyshevsky Kémiai Intézet Faraday nevű és a paradicsomon kívüli folyamatok

1. A szilárd anyagok osztályozása vezetőképesség szerint a sávelmélet szerint. A kvantummechanika elvének megfelelően az atom elektronjainak lehetnek bizonyos energiaértékei, vagy lehetnek

1. Kovalens kötések a fehérjékben és az enzimekben. Adj rá példákat. 1. JEGY 2. Mi az alapja a fehérjék frakcionálásával történő elválasztásának különböző koncentrációjú sók jelenlétében. Milyen szennyeződéseket enged meg ez a módszer

ELEKTROKÉMIAI FOLYAMATOK Az elektrokémiai folyamatok a kémiai és elektromos energia redoxi reakciókon (ORR) alapuló kölcsönös átalakításának folyamatai. Átalakítási folyamat

Feladatok bankja "PHYSICS_10_MODULE 8 _PART 2_ elektromos áram különféle környezetekben". 1. feladat 3.2.10 Villamos áram a félvezetőkben Mi a különbség a félvezetők és a fémek szerkezete között? 3) 4) fémekben

Potenciál 1.60. E \u003d 1 kV / m intenzitású egyenletes elektromos térben q \u003d 50 nl töltés mozog l \u003d 12 cm távolságban \u003d 60 0 szögben az erővonalakhoz. Határozza meg a terepmunkát mozgáskor

13 "Töltőhordozók képződése és rekombinációja" Szabad elektronok és furatok képződése A töltéshordozók keletkezése a kristályrács atomjainak termikus kaotikus mozgása hatására

Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet Molekuláris és Biológiai Fizika Tanszék Fizikai kutatási módszerek 9. előadás Gázkromatográfia technika és kísérleti módszerek Dolgoprudny, április 3.

Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet (Állami Egyetem)) Molekuláris Fizikai Tanszék Fizikai kutatási módszerek 0. előadás Gázkromatográfia Dolgoprudny, november 5., 0. Terv. Történelem

4 ELEKTROSTATIKAI TERÜLET A VEZETŐK JELENLÉTÉBEN Az elektromos vezetők olyan anyagok, amelyek szabad töltésű részecskéket tartalmaznak. Vezető testekben az elektromos töltések szabadon mozoghatnak az űrben.

7. ELŐadás Kromatográfia, mint az elkülönítés, azonosítás és a mennyiségi meghatározás módszere Alapfogalmak és meghatározások A kromatográfiai módszerek különböző osztályozása Kemisorpciós kromatográfia

6. előadás Lukyanov I.V. Szállítási jelenségek gázokban. Tartalom: 1. A molekulák átlagos szabad útja. 2. A molekulák megoszlása \u200b\u200bátlagos szabad úton. 3. Diffúzió. 4. A gáz viszkozitása (belső súrlódás).

Az Orosz Föderáció Oktatási Minisztériuma Tomszki Műszaki Egyetem Elméleti és Kísérleti Fizikai Tanszék "JÓVÁHAGYOTT" JNMF IP dékánja Tyurin 007 A HIDROGÉN ION TÖLTÉSÉNEK MEGHATÁROZÁSA

3. A polaritás és az akadályok hatása a légrés villamos erősségére állandó feszültség mellett A munka célja: az elektróda polaritásának és az akadályok hatásának tanulmányozása a lebontásra

KÉMIA. ÁLTALÁNOS ÉS SZERVETLEN KÉMIA. Az elektrolitok elektrolitikus disszociációja vízoldatokban és az ioncserélő reakciókban. ELEKTROLITOK ÉS NEMELEKROLITOK. A fizika órákból ismert, hogy egyes anyagok oldatai

Munka. A LEVEGŐ HŐVEZETŐSÉGÉNEK MEGHATÁROZÁSÁNAK MÉRÉSE Feladat A levegő hővezetési együtthatójának mérése. r BEVEZETÉS Egyensúlyi állapotban a gáz (mint bármely más anyag) hőmérséklete

Tudományos-gyakorlati konferencia "Korunk mérnöki és geológiai problémái és megoldásuk módszerei" Módszerek agyagtalaj részecskék elektromos potenciáljának meghatározására VA Korolev, DS Nesterov, Chernov

MÓDSZERTANI ANYAGOK A GYAKORLATI GYAKORLATOKHOZ (2 ÓRA) Hidrogénenergia elemei autonóm rendszerek számára Hidrogéntermelési technológiák Az egyik nyárfa és az autonóm szempontból a legígéretesebb

OKTATÁSI SZÖVETSÉGI ÜGYNÖKSÉG Állami felsőoktatási intézmény "Ural State University névadója A.M. Gorkij "Kutatási és fejlesztési központ" Ökológia és természetgazdálkodás "

10. előadás ELEKTROTIKUS DISSOCIÁCIÓ Cél: az elektrolitok disszociációjának tanulmányozása Oktatási kérdések: 1. Kémiai egyensúly az oldatokban. Elektrolitok vizes oldatai. Az elektrolitikus disszociáció elmélete.

1. előadás, 2. Az elektrokémia alapjai Előadó: assz. osztály ОХХТ Ph.D. Abramova Polina Vladimirovna e-mail: [e-mail védett] ELŐADÁS Vázlata I. Alapfogalmak II. Fémfeszültségek sorozata III. Galvánsejtek

1. előadás: A fehérjék elsődleges szerkezete - aminosavak 1 A fehérjék sokfélesége A test számos biológiai funkcióját fehérjék látják el. Ezek a funkciók magukban foglalják az oxigén szállítását és tárolását (hemoglobin

Az 1. és 2. töltetlen üvegkockákat egymáshoz vittük, és egy pozitív töltésű gömb elektromos mezőjébe helyeztük, amint az ábra felső részén látható. Ezután a kockákat széttolták, és csak ezután töltötték fel

A 60i Thermo Scientific Model működési elve A 60i Model Analyzer koncentrációmérést végez nem diszperzív infravörös spektroszkópia (NDIR) technológiával. A 60i kombinálja

Szövetségi állam költségvetési oktatási intézménye Felsőoktatási Intézet "OMSK ÁLLAMI MŰSZAKI EGYETEM" KÉMIA KÉMIA LABORATÓRIUMA "A víz elektrolízise

1.23. Vezetők elektromos mezőben 1.23.a Töltéseloszlás egy vezetőben A vezetőkben a dielektrikumokkal ellentétben a szabad töltéshordozók koncentrációja nagyon magas ~ 10 23 cm -3. Ezek a díjak

Elektrokémia (előadások, # 7) kémiai tudományok doktora, A.V. Churikov Saratov Állami Egyetem N. G. Csernicsevszkij Kémiai Intézetről elnevezve HETEROGÉN RENDSZEREK ELEKTROKÉMIA (ELEKTRODIKA) Tárgy

Elektrokémia (előadások, # 14) kémiai tudományok doktora, A.V. A Churikov Saratov Állami Egyetem N. G. Chernyshevsky Kémiai Intézetről kapta a DES kapacitás függését a potenciáltól és a koncentrációtól

Az Agilent AdvanceBio SEC oszlopok előnyei a biofarmáciai elemzéshez Különböző gyártók oszlopainak összehasonlítása az adatminőség javítása érdekében Műszaki áttekintés

1998 óta a LUMEX vállalatcsoport által gyártott KAPEL eszközök továbbra is az egyetlen kereskedelemben kapható kapilláris elektroforézis rendszerek Oroszországban és a FÁK-országokban. A MÓDSZER ELŐNYEI Kapilláris

Laboratóriumi munka 0 DC. OHM JOGA. A munka célja és tartalma A munka célja Ohm-törvény elemzése egy áramköri szakaszra vonatkozóan, amely egy vezetőt és egy áramforrást tartalmaz. A feladat a mérés

7. előadás (9.05.05.) A GÁZOK ÁTADÁSÁNAK FOLYAMATA Bármely termodinamikai rendszer, amely alatt nagyszámú molekula gyűjteményét értünk állandó külső körülmények között, termodinamikai állapotba kerül

GOST R 51435-99 Almalé, sűrített almalé és almalevet tartalmazó italok. Módszer a patulin-tartalom meghatározására nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával. OKS 67.160.20

42. munka A fotorezisztor jellemzőinek vizsgálata A munka célja A fotorezisztor működési elvének megismerése és áramfeszültség, fény és spektrális jellemzőinek tanulmányozása, a tiltott szélességének megbecsülése

Szövetségi Oktatási Ügynökség Állami Felsőoktatási Intézmény