论文部分内容阅读
常规毛细管电泳(Capillary electrophoresis, CE)系统,通常使用20-100 cm长的石英毛细管作为分离通道,分离场强一般小于500 V/cm,进样体积为1-10nL。在小于30 min的分析时间内,可以获得数十至数百万塔板数的高分离效率。上世纪90年代出现了高速毛细管电泳(High-speed capillary electrophoresis, HSCE),通过缩短分离长度(<15 cm)和增大分离场强(>500 V/cm),可实现高速(<100 s)、高效(塔板高度<1μm)的电泳分离。在HSCE系统中,为了提高分离速度,分离长度减小至数厘米,因此,形成一段小于100μm的狭窄的初始试样区带(体积为皮升级),对于获得高分离效率是至关重要的。试样引入方法成为HSCE研究的重点和热点。目前文献报道的HSCE系统中,试样引入方法主要有光门进样、流通门进样和微流控芯片进样。本文通过将自发进样技术与基于短毛细管和缺口管阵列的CE系统相结合,建立了一种微流控皮升级试样引入方法。通过对试样溶液从毛细管进样端脱离过程(即附着在进样端的试样液滴形成过程)中多种影响因素的研究,首次观察到自发进样过程中毛细管进样端的试样液滴分裂现象,并发展出一种基于该现象的平移自发进样方法,可以将进样量减小至低于100 pL。将平移自发进样方法应用于HSCE分析,建立了一种通用型的HSCE系统。HSCE系统由短毛细管和自动进样系统组成,自动进样系统由试样池-缓冲液池阵列和电控平移台组成。进样时,保持毛细管静止不动,电控平移台水平移动,使毛细管进样端浸入试样池中的试样溶液内。然后电移台反方向移动,使试样溶液脱离毛细管进样端,有一滴试样溶液附着在毛细管进样端的端面上,并在表面张力作用下自发地迅速进入毛细管内,完成试样引入。电移台继续移动,使毛细管进样端浸入缓冲液池中的缓冲溶液内。在缓冲液池和废液池之间施加电压,进行电泳分离。将该系统应用于异硫氰酸荧光素(Fluorescein 5-isothiocyanate, FITC)标记的氨基酸试样的电泳分离。采用毛细管区带电泳(Capillary zone electrophoresis,CZE)模式,有效分离长度为15 mm时,在5.4s内完成了5种氨基酸的基线分离,分离效率高达0.40μm塔板高度。考察系统的稳定性,51次连续测定,各个电泳峰峰高的相对标准偏差(Relative standard deviation, RSD)在1.2%至3.7%之间。当分离长度延长至50 mm时,在21s内实现了8种氨基酸的高速高效分离,各个电泳峰的塔板数在163,000至251,000之间,相应的塔板高度为0.31-0.20μm。该HSCE系统的分离速度和分离效率等性能,已经达到甚至优于芯片HSCE系统。在后续工作中,将皮升级平移自发进样方法以及基于该方法的HSCE系统,应用于胶束电动色谱(Micellar electrokinetic chromatography, MEKC)模式的氨基酸手性分离。采用p-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)和牛磺胆酸钠(Sodium taurocholate, STC)组成的二元手性选择试剂,有效分离长度为15mm时,在9.1 s内完成了3种FITC标记的氨基酸(Leu、Ala和Asp)对映体的分离。