影响高效毛细管电泳色谱仪谱峰展宽的因素

影响高效毛细管电泳色谱仪（CE）谱峰展宽的因素有进样、纵向扩散、焦耳热、吸附、电分散和层流等。

一、进样：

当进样塞长度太大时，引起的谱峰展宽大于纵向扩散，分离效率会明显下降。

实际操作时，进样塞长度小于毛细管总长度的1%～2%。

二、纵向扩散：

扩散是物质分子由高浓度区域自发迁移到低浓度区域的过程。

在理想的情况下，纵向扩散是CE中导致谱峰展宽的唯一因素。根据色谱速率理论方程可知：

H = 2D/vap

式中：D为组分的扩散系数。

若只考虑分子扩散，则理论塔板数为：

n = Lef/H

= Lefvap/（2D）

= μapELef /（2D）

= μapVLef /（2DL）

式中：V为电压，L为毛细管全长。

由上式可知，n与电场强度成正比，与组分的扩散系数成反比。

在CE中，组分在几万至十几万伏的电压下，迁移速度较快，纵向扩散小，柱效高。大分子比小分子的扩散系数小，可获得更高的分离效率。

三、焦耳热：

电流通过毛细管内缓冲溶液时产生的自热称为焦耳热。焦耳热通过管壁向周围环境散热，管中心温度最高，由中心向管壁逐渐下降。温度高，粘度小，管中心组分的迁移速度最快，管壁附近组分的迁移速度最慢，破坏了溶质区带的扁平塞子流型，造成谱峰展宽。大内径毛细电阻小，电流大，产生焦耳热多，且不易散热。小内径毛细管散热面积大，温度梯度小，谱峰展宽小。但内径过小会带来进样和检测等方面的困难，又易造成柱堵塞。因此，目前多采用内径为25～75μm的毛细管。采用低淌度缓冲液如三羟甲基氨基甲烷（Tris）等，由于这种粒子的质荷比很大，可减小电流。采用温度控制装置，尽快除去热量，使系统尽可能保持恒温，是目前常采用的办法。控温方式有气冷和液冷，一般条件下用气冷可满足要求。四、吸附：溶质与毛细管壁之间存在吸附和疏水作用，会使迁移速度减慢，造成谱峰展宽。1、造成管壁吸附的主要原因：（1）阳离子溶质和带负电管壁的离子相互作用：当电解质溶液pH＞3时，毛细管壁带负电荷，因静电引力，溶质阳离子被管壁吸附。（2）存在疏水相互作用：蛋白质和多肽带电荷数多，疏水基较多，疏水作用较强，被极性水溶剂挤向管壁，是目前分离该类物质的一大难题。在pH＜3时，管壁呈电中性时尤为明显。小内径毛细管有利于散热，但比表面积大（柱内表面积和柱体积之比），会使吸附增加，峰展宽大。2、抑制或消除吸附的方法：（1）加入两性离子代替强电解质：两性离子一端带正电，另一端带负电，带正电一端与管壁负电中心作用，当浓度约为溶质的100～1000倍时，可抑制对蛋白质的吸附，又不增加溶液的电导，对电渗流影响不大。（2）采用极端pH条件：在pH = 2～3或pH＞9的缓冲液中进行CE分离，可抑制管壁硅醇基的离解或使待测组分带负电，与管壁相斥，从而使吸附受到抑制。（3）对管壁加以修饰。五、电分散：当溶质区带与缓冲溶液区带的电导不同时，会造成谱峰展宽。应尽量选择与样品淌度相匹配的背景电解质溶液。六、层流：一般情况下，CE中不存在层流，但当毛细管两端存在压力差时，会出现抛物线型的层流。产生的原因是毛细管两端液面高度不同。实际工作中，应保持毛细管两端缓冲溶液平面高度相同。    来源：http://www.fudizao.com