Principy kapilární elektroforézy:
Elektroforetická mobilita:
CE funguje na principu elektroforetické mobility. Když je napětí aplikováno přes kapiláru naplněnou roztokem elektrolytu, ionty přítomné ve vzorku migrují směrem k elektrodě s opačným nábojem. Rychlost migrace, známá jako elektroforetická mobilita, závisí na náboji a velikosti iontu. Menší ionty s vyšším nábojem migrují rychleji, což vede k jejich oddělení.
Kapilární:
Rozhodujícím aspektem CE je použití úzké kapilární trubice, obvykle vyrobené z taveného oxidu křemičitého. Tento úzký vnitřní průměr (typicky v rozmezí od 50 do 100 mikrometrů) poskytuje několik výhod, včetně sníženého rozptylu tepla (zahřívání Joule), zvýšené intenzity elektrického pole a zvýšené účinnosti separace. Kapilára je naplněna roztokem elektrolytu, který poskytuje potřebné ionty pro separační proces.
Ukázka úvodu:
V CE se zavádění vzorku obvykle provádí pomocí techniky zvané hydrodynamická injekce. Malý objem vzorku se zavede do kapiláry aplikací krátkého tlakového rozdílu, typicky pomocí injekční pumpy. Toto tlakově řízené vstřikování zajišťuje zavedení vzorku bez výrazného rozšíření pásma, čímž je zachována účinnost separace.
Detekce:
Detekce v CE se typicky dosahuje sledováním změn absorbance separovaných iontů, když procházejí detekčním oknem v kapiláře. Detekční okénko je obvykle umístěno blízko konce kapiláry, což umožňuje detekci analytů při jejich eluci z kapiláry. Mohou být použity různé detekční metody, včetně UV-Vis absorbance, fluorescence a hmotnostní spektrometrie.
Analýza dat:
Výstupem CE analýzy je elektroferogram, což je graf intenzity signálu detektoru v závislosti na době migrace analytů. Každý analyt vytváří pík v elektroferogramu a plocha nebo výška píku se používá pro kvantitativní analýzu. Doba migrace každého analytu poskytuje kvalitativní informace pro identifikaci analytu.
Aplikace kapilární elektroforézy:
Biologické molekuly:
CE se široce používá pro separaci a analýzu biomolekul, jako jsou proteiny, peptidy a nukleové kyseliny. Je zvláště užitečný pro analýzu složitých směsí díky své vysoké separační účinnosti a citlivosti.
Farmaceutická analýza:
CE hraje významnou roli ve farmaceutickém průmyslu pro kontrolu kvality, hodnocení čistoty a studie lékových forem. Používá se k analýze aktivních farmaceutických složek, nečistot a pomocných látek.
Monitorování životního prostředí:
CE nachází uplatnění při monitorování životního prostředí pro analýzu znečišťujících látek, těžkých kovů a dalších kontaminantů ve vzorcích vody, půdy a vzduchu.
Analýza potravin a nápojů:
CE se používá k analýze potravinářských přídatných látek, sladidel, konzervačních látek a kontaminantů ve vzorcích potravin a nápojů.
Forenzní analýza:
CE se používá ve forenzní vědě k analýze vzorků DNA a detekci přítomnosti drog a toxinů v biologických tekutinách.
Stručně řečeno, kapilární elektroforéza je všestranná analytická technika, která odděluje a analyzuje ionty na základě jejich elektroforetické pohyblivosti v kapilární trubici. Nabízí četné výhody, včetně vysoké separační účinnosti, citlivosti a široké škály aplikací v různých vědeckých oborech.