Kapillarelektrophorese - TCI @ Uni-Hannover.de

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Elektroosmotischer Fluss (EOF)• Unbehandelte Kapillaren (uncoated)‣ Elektrophoretische Geschwindigkeit‣ Zusätzlich: Elektroosmotischer Fluss (EOF)• Gesamtgeschwindigkeit:PD Dr. C. Kasper‣ Vektorielle Summe aus elektrophoretischer (v EPH ) undelektroosmotischer (v EOF )GeschwindigkeitDiffuse Doppelschicht Zeta-PotenitalTCIInstitut fürTechnische ChemiePD Dr. C. KasperElektroosmotischer Fluss (EOF)• Ladungsunterschiede an derInnenseite der Kapillare (diffuseDoppelschicht) resultieren in Zeta-Potential (ζ)• Zeta-Potential und damit der EOF istabhängig von der Dissoziation derSilanolgruppen und dadurch vom pH-Wert der Elektrolytlösungtlös • Basischer pH EOF höher alsWanderungsgeschwindigkeit derIonen‣ Auch Anionen werden durch denEOF zur Kathode transportiert• Saurer pH EOF geringer alsWanderungsgeschwindigkeit derIonenTCIInstitut fürTechnische ChemieElektroosmotischer Fluss (EOF)• Flussprofil des EOF ist stempelförmigen‣ Bei konstantem Fluss trägt der EOF nicht zu Peakverbreiterungbei• Wanderungsgeschwindigkeit (v EOF ) des EOF:ε ⋅E⋅ ζv EOF= 4 ⋅ π ⋅ ηElektrischer StromflußElektrischer Stromfluss führt zu JoulescherWärmeentwicklung‣ Wärmeabfuhr nur über Kapillarwand resultierenderTemperaturgradient‣ Maximale Trenneffizienz kleiner TemperaturgradientVerringerung KapillarinnendurchmesserFlüssigkühlung der Kapillare‣ Temperaturgradient rgradient verursacht rsacht Viskositätsgradienten Auswirkung aufs Flussprofil‣ Langsamere Wanderung im Bereich hoher Viskosität(Kapillarwand)‣ Schnellere Wanderung im Bereich geringer Viskosität(Kapillarmitte)PD Dr. C. Kasper‣ Dielektrizitätskonstante ε, Zeta-Potential ζ, Viskosität ηTCIInstitut fürTechnische ChemiePD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische ChemieKapillarzonenelektrophorese (CZE)• Trennung nach Unterschied inGröße und Ladung• Zunächst wird die Probe (AB) indie Kapillare injiziert• Unter Einfluss des elektrischenFeldes wird die Probe indiskrete Zonen (A und B)unterteilt, die ihrerseitsAnalyten mit der gleichenelektrophoretische Mobilitätenthalten• Puffer, pH-Wert, elektrischeFeldstärke bleiben konstantPD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische ChemiePD Dr. C. KasperKapillarzonenelektrophorese (CZE)TCIInstitut fürTechnische Chemie
Peakverbreiterung• Peakverbreiterung Verursachung durch longitudinale Diffusion• Eingangsprofil sei unendlich schmal örtliche Varianzder Konzentrationsverteilung durch die Einstein-Gleichung bestimmt2σ = 2 ⋅D⋅ tDiffusionskoeffizient D; Zeit t‣ Varianz und damit mit Peakverbreiterung nimmt mit der Zeit t zuz2σ zPeakshapeElektrodispersion zusätzlicher Peakverbreiterung‣ Elektrische Feldstärke nicht in gesamter Trennkapillare konstant gestört durch lokale Leitfähigkeitsunterschiede Mobilität von Analyt-Ion und Puffer-Ion nicht ähnlich Konzentration Puffer-Ion ist nicht sehr viel größer als Analyt-Ion (> Faktor 100)Mobilität des Proben-Ion uA < Puffer-Ion uCE Peak-TailinguA > uCE Peak-Leading (Fronting)PD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische ChemiePD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische Chemie• Auflösung R zweier Peakst2− tR =4 ⋅ σAuflösungt1‣ Migrationszeiten t 1 und t 2 zweier aufeinanderfolgender Peaks;σgemittelte Standardabweichungt• Einsetzen der entsprechenden Beziehungen liefert:N ⎛ u2− u ⎞= ⋅ ⎜ ⎟4 ⎝ u ⎠R1Puffersystem• Anforderungen an den Puffer‣ Selektivität für die zu trennenden Ionen‣ pH-Wertstabilität, Pufferkapazität (Reproduzierbarkeit)‣ Geringe UV-Absorption bei der Detektionswellenlänge‣ Anpassung der Mobilität zwischen Probe- und Pufferion‣ Das Gegenion sollte eine geringe Mobilität besitzen (kleineStröme)‣ Reproduzierbare Herstellung des Puffers‣ Stabilität des Puffers‣ Theoretische Trennstufen N, Mobilität uPD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische ChemiePD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische ChemieOptimierungElektropherogramm• Trennungsoptimierung Variation folgender Parameter:‣ pH-Wert‣ Ionenstärke‣ Temperatur‣ Kapillarbelegung‣ PufferzusätzePD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische ChemiePD Dr. C. KasperTCIInstitut fürTechnische Chemie
Seite 1 und 2: Instrumentelle MethodenTeil 2: Kapi
Seite 6 und 7: Kapillaraffinitätselektrophorese (

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