Capillary Electrophoresis (CE)는 전기장을 사용하여 혼합물의 구성 요소를 분리하는 분석 분리 방법입니다. 기본적으로, 그것은 모세관, 좁은 튜브의 전기 영동입니다. 따라서, 혼합물의 성분은 전기 영동 이동성에 기초하여 분리된다. 특정 분자의 전기 영동 이동성을 결정하는 세 가지 요인은 분자의 전하, 분리 매체의 점도 및 분자의 반경입니다. 이온만이 전기장의 영향을받는 반면 중성 종은 영향을받지 않습니다. 모세관을 통과하는 분자의 속도는 전기장의 강도에 따라 다릅니다.
주요 영역이 적용됩니다
1. 모세관 전기 영동
- 정의, 계측, 방법
2. 모세관 전기 영동은 어떻게 작동합니까
- 모세관 전기 영동 이론
주요 용어 :모세관 전기 영동 (CE), 모세관 전기 영동 분리 방법, 모세관 튜브, 충전, 전기성 흐름 전기 영동 이동성
모세관 전기 영동
모세관 전기 영동은 혼합물의 구성 요소가 전기 영동 이동성에 기초하여 분리되는 분석적 분리 방법을 나타냅니다. 초기 실험에서, 겔 또는 용액으로 채워진 유리 U 튜브가 사용되었다. 모세관은 1960 년대 이후에 사용되었습니다.
계측
모세관은 내부 직경이 20-100 µm 인 융합 실리카로 구성됩니다. 고전압 전기장이 모세관 끝에 공급됩니다. 전극은 전해질 용액 또는 수성 완충제를 통해 모세관 튜브의 끝에 연결됩니다. 모세관은 특정 pH에서 전도성 유체로 채워진다. 탐지기 및 기타 출력 장치 외에도 일부 기기는 시스템의 온도 제어에 사용되어 재현 가능한 결과를 보장합니다. 샘플은 주사에 의해 모세관에 도입된다. 모세관 전기 영동 시스템의 계측은 그림 1에 나와 있습니다.
그림 1 :모세관 전기 영동 - 계측
모세관 전기 영동 분리 방법
6 가지 유형의 모세관 전기 영동 분리 방법을 식별 할 수 있습니다.
- 모세관 영역 전기 영동 (CZE) - 무료 솔루션은 전도성 유체로 사용됩니다.
- 모세관 겔 전기 영동 (cge) - 젤은 전도성 유체로 사용됩니다.
- Micellar electrokinetic capillary 크로마토 그래피 (MEKC) - 혼합물의 성분은 미셀과 용매/전도성 유체 사이의 분할에 의해 분리됩니다.
- 모세관 전기 변체법 (CEC) - 포장 된 컬럼은 전도성 유체에 사용됩니다. 모바일 액체는 분리 될 혼합물과 함께 기둥 위로 전달됩니다.
- 모세관 등전 초점 (CIEF) - 주로 양전하 및 음전하를 모두 포함하는 펩티드 및 단백질과 같은 Zwitterionic 성분을 분리하는 데 사용됩니다. pH 구배를 갖는 전도성 유체는 단백질 용액을 분리하기 위해 사용된다. 각각의 단백질은 pH 구배 내의 등전점으로 영역으로 이동한다. 등전 지점에서 단백질의 순 전하는 0이됩니다.
- 모세관 등장 영동 (CITP) - 불연속 시스템입니다. 각 구성 요소는 연속 영역으로 마이그레이션되며 구성 요소의 양은 마이그레이션 길이를 측정하여 얻습니다.
모세관 전기 영동은 어떻게 작동합니까
일반적으로 충전 된 종은 전기장으로 이동하기 시작합니다. 전하, 점도 및 분자 반경은 전기장에서 분자의 전기 영동 이동성을 결정하는 세 가지 요소입니다.
- 전하-양이온 (양의 차전 된 분자)은 음극 (음성 전극)을 향해 이동하는 반면 음이온 (음의 충전 된 분자)은 양극 (양의 전극)을 향해 움직입니다.
- 점도 - 매체의 점도는 분자의 움직임과 반대이며, 특정 분리 매체의 경우 일정합니다.
- 이온/분자 반경 - 분자의 반경이 증가함에 따라 전기 영동 이동성이 감소합니다.
따라서, 동일한 크기의 두 분자가 전기 영동에 적용되면, 더 큰 전하를 갖는 분자는 더 빨리 움직입니다. 전하 종의 이동 속도는 전기장의 강도가 증가함에 따라 증가합니다. 모세관 전기 영동의 메커니즘은 그림 2에 나와 있습니다.
그림 2 :모세관 전기 영동
전기성 흐름 (EOF)
전기성 흐름은 모세관 전기 영동의 이동상을 생성합니다. 대부분의 경우 모세관 물질은 실리카입니다. 실리카는 가수 분해되어 pH가 3보다 큰 용액이 모세관 튜브를 통과 할 때 음으로 하전 된 SIO 이온을 생성한다. 그런 다음 모세관 벽은 음으로 하전 된 층을 낳습니다. 용액의 양이온은 이러한 음전하에 끌리며, 음전하에 이중 양이온을 형성한다. 내부 양이온 층은 안정적이고, 외부 양이온 층은 하전 된 분자의 벌크 흐름으로서 캐소드쪽으로 이동한다. 양이온의 벌크 흐름은 모세관 전기 영동 동안 모세관 벽 근처에서 발생합니다. 모세관 벽 근처의 전기성 흐름은 그림 3 에 나와 있습니다. .
그림 3 :전기성 흐름
모세관 벽의 작은 직경은 EOF의 효과를 극대화하는 데 기여하여 모세관 전기 영동에서 하전 된 종의 움직임에 중요한 역할을하도록 지원합니다.
결론
모세관 전기 영동은 전하 종이 전기 영동 이동성에 따라 분리되는 분석적 분리 방법입니다. 일반적으로 분자의 크기와 전하는 분리의 요인으로 사용됩니다.
참조 :
1.“모세관 전기 영동.” 화학 libretexts , libretexts, 2017 년 11 월 28 일, 여기에서 구할 수 있습니다.
이미지 제공 :
1. Apblum의“Capillaryelectrophoresis”-(CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia
2를 통한 "CC BY-SA 3.0). Flickr
3을 통한 Andreas Dahlin (CC By 2.0)의"Capillary Electrophoresis ".
