6. Капиллярный электрофорез Введение

С начала 80-х годов XX века получил становление и активное развитие новый инструментальный метод, относящийся к комбинированным методам разделения и анализа  капиллярный электрофорез (КЭ). Он позволяет анализировать ионные и нейтральные компоненты различной природы с высокой экспрессностью и уникальной эффективностью. В основе КЭ лежат электрокинетические явления  электромиграция ионов и других заряженных частиц и электроосмос. Эти явления возникают в растворах при помещении их в электрическое поле высокого напряжения. Если раствор находится в тонком кварцевом капилляре, то электрическое поле, наложенное вдоль капилляра, вызывает в нем движение заряженных частиц и пассивный поток жидкости (электроосмотический поток, ЭОП), в результате чего проба разделяется на индивидуальные компоненты, так как параметры электромиграции специфичны для каждого вида заряженных частиц. В то же время, такие возмущающие факторы, как диффузионные, сорбционные, конвекционные, гравитационные и др., в капилляре заметно ослаблены, благодаря чему достигаются рекордные эффективности разделений.

Традиционно КЭ сравнивают с высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ), поскольку в обоих методах разделение происходит в ограниченном пространстве (капилляре или колонке) с участием движущейся жидкой фазы (буферного раствора или подвижной фазы (элюента)) и для регистрации сигналов используют схожие принципы детектирования и программы обработки данных. Тем не менее, у методов есть отличия, относящиеся к достоинствам капиллярного электрофореза:

— высокая эффективность разделения (сотни тысяч теоретических тарелок), недоступная ВЭЖХ и связанная с плоским профилем ЭОП

— малый объем анализируемой пробы и буферов (не более 1–2 мл в день), при этом практически не требуется применение высокочистых, дорогостоящих органических растворителей

— отсутствие колонки, сорбента, проблем с его старением и, значит, заменой колонки

— простая и недорогая аппаратура

— экспрессность и низкая себестоимость единичного анализа.

Из ограничений КЭ следует отметить невысокую, по сравнению с ВЭЖХ, концентрационную чувствительность и требование к анализируемым соединениям растворяться в воде или водно-органических смесях. В то же время, недостаточную чувствительность определения при использовании УФ-детектирования (из-за малой длины оптического пути, равного внутреннему диаметру капилляра) может скомпенсировать использование таких видов детектирования, как лазерно-индуцированное флуориметрическое или масс-спектрометрическое в сочетании с различными приемами on-line концентрирования пробы (т. н. стэкинг и свиппинг).

Системы капиллярного электрофореза «Капель» предназначены для количественного и качественного определения состава проб веществ в водных и водно-органических растворах методом КЭ (табл. 1).

Таблица 1.

Технические характеристики приборов серии «Капель»

Характеристики	Капель-103Р	Капель-103РТ	Капель-104Т	Капель-105 (105М)
Фотометричес-кий детектор	254 нм			190-380 нм
Высоковольт-ный блок	Постоянное напряжение 1-25 кВ, с шагом 1 кВ, сменная полярность, ток 0-200 мкА
Ввод пробы	Гидродинамический или электрокинетический
Смена проб	Ручная		Автоматическая, с двумя автосемплерами на 10 входных и 10 выходных пробирок
Промывка	При постоянном давлении 1000 мбар
Капилляр	Кварцевый, длина 30-100 см, внутренний диаметр 50 или 75 мкм
Охлаждение капилляра	Принудительное воздушное	Жидкостное с заданием и контролем температуры теплоносителя (в диапазоне от -10 до +30оС от внешней температуры)
Возможность задания и изме-нения парамет-ров в ходе анализа	Время анализа, давление, напряжение	Время анализа, давление, температура, напряжение		Время анали-за, длина вол-ны, давление, температура, напряжение
Питание	187-242 В, 50/60 Гц
Потребляемая мощность, Вт	80	150		200
Габариты, мм	420330360	420350360	500500500
Масса, кг	16		25 (30 для 105М)
Сбор, обработка и ввод данных осуществляется с помощью персонального компьютера, на котором установлена программы сбора и обработки хромато-графических данных «МультиХром» 1,5х и 2,5х или «Эльфоран» для Windows®.

«Капель-103Р»  наиболее простая модель с ручным управлением и пошаговым принципом работы. В прибор устанавливается только одна пробирка с анализируемым раствором. На приборе любой модификации без ограничений могут быть реализованы методики, использующие основные варианты КЭ  капиллярный зонный электрофорез (КЗЭ) или мицеллярную электрокинетическую хроматографию (МЭКХ). Первый вариант предназначен для анализа только ионных компонентов проб, второй  для анализа ионных и молекулярных форм веществ.

В системах «Капель» можно задавать и изменять в ходе анализа: давление, напряжение, время анализа, температуру (для систем с жидкостным охлаждением капилляра), длину волны (модели 105/105М).