Methoden zur Evaluation von Zytotoxizit¨at und Struktur ... - OPUS

3.4 Kapillarelektrophorese 49
Die effektive Ladung ergibt sich aus der Ladung des Analyten abzüglich des Ladungs-
anteils der umgebenden entgegengesetzt geladenen Ionen, d. h. der Solvathülle bis
zur Scher-Ebene im Modell der starren Doppelschicht der Debye-Hückel-Theorie (Ab-
schnitt 3.2.2.1). Für die Trennung maßgeblich ist letztendlich das Verhältnis q/r.
3.4.3 Elektroosmotischer Fluss (EOF)
Wie eingangs beschrieben bestehen die eingesetzten Kapillaren aus Quarz (fused sili-
ca). In wässriger Umgebung wird dessen Oberfläche durch Protolyse negativ aufgela-
den [278] und es kommt wie unter Abschnitt 3.2.2.1 für die Oberfläche von Kolloiden
in aquatischer Lösung beschrieben, zur Ausbildung einer elektrischen Doppelschicht
in der Kapillare (Abbildung 3.9).
Abbildung 3.9: Ausbildung
der elektrischen
Doppelschicht
in der Kapillare, modifiziert
nach [277].
Die gebildete elektrische Doppelschicht setzt sich aus der adsorbierten Helmholtz-
Schicht und der diffusen Debeye-Hückel-Schicht zusammen und besteht aus positi-
ven Gegenionen und Anionen. Das an der Grenzschicht ausgebildete ζ-Potenzial ist
verantwortlich für die Elektroosmose. Liegt parallel zur Oberfläche ein elektrisches
Feld an, werden die Kationen in der diffusen Schicht zur negativ geladenen Kathode
gezogen. Diese ziehen aufgrund ihrer Solvathülle die gesamte Pufferlösung mit sich
und verursachen auf diese Weise den elektroosmotischen Fluss (EOF). Dadurch wird
der elektrophoretischen Wanderung des Analyten zumeist ein mehr oder minder star-
ker EOF überlagert, der zwar aktiv zum Transport der Probenzone beiträgt, nicht aber
zu ihrer Trennung. Der EOF ist somit verantwortlich, dass bei anodischer Injektion
auch Anionen am Detektionsfenster “vorbeiwandern”. Die Geschwindigkeit des EOFs
bzw. dessen elektroosmotische Mobilität µelosm wird durch die Helmholtz-Gleichung
beschrieben
µelosm =
ε · ζ
4 · π · η
(3.13)