1.2 Устройство капиллярного электрофореза

Система капиллярного электрофореза должна включать следующие компоненты:

а) Кварцевый капилляр;

б) Источник высокого напряжения;

в) Устройство ввода пробы;

г) Детектор;

д) Система сбора, обработки и вывода информации.

На рисунке 3 приведено схематическое устройство системы капиллярного электрофореза

Рисунок 3 – Устройство системы капиллярного электрофореза

1. Кварцевый капилляр: обычно используют капилляры из высокочистого плавленного кварца, прозрачного в УФ-области спектра, с внешним полимерным защитным покрытием. В зоне детектирования полиимидный слой удаляют. Внутренний диаметр капилляра может быть различным от 20 до 100 мкм. Длина капилляра 20-100 см. Общая длина капилляра L(общ) – полная длина; эффективная длина капилляра Lэфф – длина от входного конца капилляра до зоны детектирования (Беленький Б.Г. Высокоэффективный капиллярный электрофорез // СПб.: «Наука». 2009. С. 314);

2. Источник высокого напряжения: диапазон от -25 до +25 кВ. Допустимая сила тока в капилляре до 200 мкА;

3. Устройство ввода пробы может осуществляться тремя способами:

• гидродинaмический;

• электрокинeтический;

• гидростатический.

4. Детектор. Детектирование в КЭ может осуществляться разными способами:

• в капиллярной части, в режиме реального времени (on-capillary);

• на выходе из капилляра (end-capillary);

• вне системы КЭ (off-capillary).

5. Основные типы детекторов в КЭ:

• фотометрический в УФ-видимой области спектра;

• флуoриметрический:

• масс-спектрометрический;

• кондуктометрический;

• амперометрический;

• радиометрический;

• рефрактометрический.

6. Система сбора и обработки данных. Для фиксирования электрофоретических данных используют:

• самописец;

• принтер;

• компьютер (Беленький Б.Г. Высокоэффективный капиллярный электрофорез // СПб.: «Наука». 2009. С. 314).

1.3 Преимущества и ограничения метода

В сравнении с другими аналитическими методами можно выделить следующий ряд особенностей капиллярного электрофореза:

1. Высокая эффективность разделения (может превосходить эффективность ВЭЖХ) (Отто М. Современные методы аналитической химии 3-е издание / М.: Техносфера. 2008. С. 544);

2. Использование малых объемов пробы (десятки нанолитров) и буферного раствора;

3. Сравнительная быстрота анализа;

4. Сравнительная простота аппаратурного оформления;

5. Некоторые сложности с воспроизводимым вводом пробы, в связи с чем желательным является использование внутреннего стандарта;

6. Несмотря на использование полиамидного покрытия кварцевого капилляра, он остается хрупким в месте расположения «окна» для применения фотометрического детектора;

7. Широкие возможности оптимизации условий анализа:

• изменение напряжения;

• использование давления;

• термостатирование при различной температуре;

• использование капилляров с различным диаметром;

• использование различных типов ввода пробы (гидродинамический, гидростатический, электрокинетический);

• использование устойчивого и динамического покрытия стенки капилляра;

• использование различных веществ в качестве добавок к буферной системе для изменения селективности;

• использование буферных систем с различными значениями pH;

• возможность организации различных видов анализа (капиллярный зональный электрофорез, изотахофорез, изоэлектрическая фокусировка, мицеллярная электрокинетическая хроматография) на одном оборудовании;

9. Возможность использования различных типов детекторов (кондуктометрический, спектрофотометрический, масс-селективный, лазерно-флуоресцентный, термолинзовый). Наиболее распространенным является спектрофотометрический детектор.

Перечисленные особенности показывают применимость капиллярного электрофореза (КЭФ) для анализа широкого спектра веществ и решения различных вариантов аналитических задач (Волощука А.М. Руководство по капиллярному электрофорезу / М.: Научный совет Российской академии наук по хроматографии. 1996. С. 111).

Из недостатков КЭФ нужно отметить ограниченное применение метода для образцов, плохо растворяющихся в водных или разбавленных водно-спиртовых растворах, и невысокую чувствительность при регистрации сигнала в капилляре из-за малой длины оптического пути (Каменцев Я.С. Основы метода капиллярного электрофореза. Аппаратурное оформление и области применения / Аналитика и контроль. 2002. Т. 6. С. 13-18).