Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

Капиллярный зонный электрофорез (КЗЭ), используемый в основном для разделения биополимеров (белков, полипептидов, нуклеотидов и т. д.), реализуется в капилляре, заполненном гелем (агарозой, целлюлозой, акриламидом и т. д.). На электрофоретическую подвижность биополимеров оказывает влияние характер пористости матрицы геля. Разделение молекул осуществляется по их размерам (так называемый «ситовый эффект»).
Компоненты смеси движутся в среде электролита с разными скоростями, образуя дискретные зоны. Катионные компоненты пробы, перемещаясь к катоду, обгоняют ЭОП и первыми регистрируются на электрофореграмме. Затем детектора достигает зона исходного раствора, в которой перемещаются нейтральные компоненты. Нейтральные соединения мигрируют с одинаковой скоростью, равной скорости ЭОП, и не могут быть разделены. В зависимости от их способности поглощать в УФ-излучении на электрофореграмме регистрируется пик, называемый системным. Для его идентификации в пробу часто добавляют специальные вещества – маркеры (ацетон, бензиловый спирт, оксид мезитила).
Поведение анионных компонентов пробы зависит от соотношения скоростей миграции электромагнитного потока и анионов. Если скорость электромиграции аниона меньше скорости ЭОП, он может быть зарегистрирован на той же электрофореграмме после системного пика. В противном случае анион выйдет из капилляра в прианодное пространство. Описанный вариант носит название капиллярного зонного электрофореза, в режиме которого могут определяться катионы и медленно мигрирующие анионы.
Мицеллярная электрокинетическая хроматография (МЭКХ) объединяет принципы электрофореза и хроматографии. Введенная в 1984 г. японским ученым Терабе МЭКХ получила наиболее широкое распространение среди других вариантов капиллярного электрофореза, в первую очередь, за счет способности разделять как ионогенные, так и незаряженные компоненты проб. Разделение нейтральных соединений стало возможным благодаря введению в состав ведущего электролита ПАВ – мицеллообразователей.
Компоненты пробы распределяются между фазой раствора и мицеллой, причем константа этого распределения специфична для каждого сорта молекул пробы. На электрофореграмме регистрируются нейтральные компоненты, а также медленно мигрирующие анионы пробы. В МЭКХ применяется новая техника концентрирования заряженных или нейтральных частиц – свипинг (sweeping), суть которой заключается в том, что аналиты концентрируются мицеллой, которая проникает в зону образца. При этом (в отличие от стэкинга) проводимость раствора образца близка проводимости ведущего электролита. Свипинг некоторых анионных аналитов дает высокие факторы концентрирования (в 1 000 раз) без какой-либо стадии предварительного концентрирования.
Для качественного и количественного анализа в КЭ используются два важнейших параметра: площадь (или высота) пика на электрофореграмме и время миграции. На точность определения площади (высоты) пика особенно влияет вводимый объем образца. Точность улучшается с повышением концентрации образца, особенно когда используется площадь, а не высота.
Важной областью применения капиллярного электрофореза (таблица 9.2) стала фармацевтика. Оценка чистоты лекарственных препаратов и хиральные разделения на 90% выполняются различными вариантами КЭ.