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Analytical Chemistry

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Kapillarelektrophorese (CE)

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Kapillarelektrophorese oder CE, ist eine Technik, die in der chemischen Analytik verwendet, um Moleküle in einem elektrischen Feld je nach Größe und Ladung zu trennen.

Kapillarelektrophorese erfolgt in einem Sub-Millimeter Durchmesser Rohr, genannt eine Kapillare, die eine flüssigen Elektrolyt-Lösung enthält. Die Probe wird in die Kapillare gespritzt, und ein elektrisches Feld angelegt wird. Die Moleküle werden dann basierend auf den Unterschied in ihrer Geschwindigkeit, getrennt von Ladung, die Größe und das Lösungsmittel Viskosität beeinflusst wird. CE ist ideal für die Trennung von geladenen Molekülen und hat eine höhere Auflösung als Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie ist damit effizienter und empfindlich.

Dieses Video wird Grundkenntnisse über Kapillarelektrophorese und seine Verwendung durch die Bestimmung der Zusammensetzung der ein alkoholfreies Getränk zu demonstrieren.

In CE wird ein elektrisches Feld einer Kapillare mit einem Elektrolyten gefüllt. Das elektrische Feld induziert eine positive Ladung am Kapillaren Eintritt und eine negative Ladung an der Steckdose.

Der Elektrolyt fließt innerhalb der Kapillare, induziert durch das elektrische Feld. Diese Strömung, genannt Elektro-osmotischen Fluss, verursacht durch die Bewegung einer diskreten Schicht aus positiv geladenen Salzionen entlang der negativ geladenen Kapillarwände.

Als die elektrische aktuelle läuft durch die Kapillare bewegen sich die kationen an der Wand entlang auf dem negativen Ende. Diese Ionen-Fluss zieht die Lösung in der Mitte durch das Rohr.

Die Probe, die Moleküle dann getrennt sind anhand ihrer Geschwindigkeit innerhalb der Kapillare. Diese Geschwindigkeit, genannt elektrophoretische Mobilität hängt die Moleküle Ladung und Größe und wie viel es angezogen oder durch ein elektrisches Feld abgestoßen.

Positiv geladene Moleküle fließen schneller durch die Kapillare, wie sie das Potential am Ausgang mehr angezogen werden. Negativ geladene Moleküle fließen viel langsamer, da sie mehr auf das Potential am Einlass angezogen werden. Neutrale Moleküle werden zusammen mit dem größten Fluss durchgeführt. Daher ist die Reihenfolge der Moleküle verlassen die Kapillare positiv geladen, neutral und dann negativ geladen. Darüber hinaus zieht die Elektrolyt-Fluss kleinere Moleküle schneller als größere Moleküle durch Reibungskräfte.

Moleküle werden von einem Detektor, wie UV-Vis, aufgezeichnet, wie sie die Spalte beenden, und sind auf einem Grundstück von Detektor Signalintensität im Vergleich zur Zeit, genannt ein Electropherogram visualisiert.

Electropherograms kann eine Reihe von Informationen liefern; so präsentieren wie viele andere Verbindungen sind in einer Probe und die Menge jedes Stoffes.

Jetzt, wo Sie eine kurze Zusammenfassung der Kapillarelektrophorese gesehen haben, werfen wir einen Blick auf wie es im Labor durchgeführt wird.

Schalten Sie zunächst die Kapillarelektrophorese Instrument und Computer. Dann schalten Sie die UV-Detektor, zum Aufwärmen zu können.

Legen Sie die Parameter für die Durchführung des Experiments. Erstens, stellen Sie die Temperatur für die Patrone und Sample Speicherung auf 35 ° C und die Wellenlänge für UV-Detektion, 214 nm.

Richten Sie nun die Schritte zwei spülen. Die erste Spülung ist mit Natriumhydroxid um sicherzustellen, dass die Silanol-Gruppen an der Kapillare Wand protonierten sind. Zweite Spülgang verwendet laufenden Puffer um die Kapillare equilibrate. Legen Sie dann die Probe injizieren bei 0,5 Bar für 5 s.

Die Elektrophorese Schritt durch Auswahl der Trennung Spannung festgelegt. In diesem Fall verwenden Sie 20 kV für 5 min mit normaler Polarität, was bedeutet, dass das elektrische Feld positiv am Eingang und am Ausgang negativ ist.

Zuerst bereiten Sie 50 mL Stammlösungen der Soda Komponenten Aspartam, Koffein und Benzoesäure bei 500 Teile pro Million im Wasser.

Machen Sie von der Stammlösungen eine Standardlösung von 150 ppm Aspartam, 150 ppm Koffein und 100 ppm Benzoesäure.

Stellen Sie anschließend 4 Standardlösungen von Koffein auf 50, 100, 150 und 200 ppm. Diese Proben werden zu einer Kalibrationskurve benutzt werden. Weitere Informationen sehen Sie diese Sammlung auf Kalibrierkurven video an.

Schließlich bereiten Sie die Soda-Proben durch Entgasung sie mit Stickstoff. Mit keine Verdünnung werden die Soda-Proben analysiert.

Legen Sie die Fläschchen mit entweder Standard oder Soda Proben in den Fläschchen-Halter. Die Ampullen mit der geführten Puffer und der Natronlauge Spülen in der Probenhalter sowie zu platzieren. Achten Sie auf die Lage der einzelnen zu erfassen.

Geben Sie in der CE-Gerätesoftware an, welche Slots die zwei spülen-Lösungen und die ersten Probenfläschchen enthalten. Führen Sie nun die erste Probe.

Dann führen die Kombination Standard, 4 Konzentrationen von Koffein und eine regelmäßige und Diät-Limo Probe durch Ändern der Eingabe Durchstechflasche.

Wenn alle Lösungen getrennt wurden, analysieren Sie die Daten.

Verwenden Sie zuerst die Standards, um die Gipfel in den Soda-Proben zu identifizieren. Ein Vergleich der drei Zinnen beobachtet in der Diät Soda Probe nach den Standards zeigt, dass Koffein, Aspartam und Benzoesäure in der Diät-Cola vorhanden sind. In der regelmäßigen Natron-Probe ist nur der Koffein-Gipfel Gegenwart, aber nicht die Aspartam und Benzoesäure Gipfeln.

Dann berechnen Sie die Peakfläche für jede Koffein-standard-Lösung und machen Sie eine Kalibrierungskurve zu. Die Eichkurve für Koffein kann verwendet werden, um die Konzentration von Koffein in jeder Probe zu berechnen.

Kapillarelektrophorese wird für viele Spezialität Trennungen im akademischen und industriellen Einstellungen verwendet.

CE wird oft als eine Komponente der pharmazeutischen Industrie Qualitätskontrolle verwendet. Drogen, entweder als kleine Moleküle oder Biologics, können ausgeführt werden, durch Kapillarelektrophorese zu sehen, wenn jede Seite Produkte vorhanden sind. Es kann auch verwendet werden, um festzustellen, ob Proteine richtig gefaltet sind, als Faltung Proteinladung beeinflussen können.

CE kann auch verwendet werden, um DNA zu trennen. Mit einer Microwell-Platte und mehreren Arrays von Kapillaren, können Forscher den Durchsatz von einem einzigen Experiment erhöhen, wie hier gezeigt. DNA-Fragmente wurden je nach Größe, mit einer Auflösung bis 1 Basenpaar getrennt. Fragmente der Sequenzierung der DNA wird dadurch möglich, zusammen mit anderen Parametern wie Copy Number Varianten, zu bestimmen, welche verwendet wird, um mögliche genetische Krankheiten zu diagnostizieren.

Ein Protein kann von verschiedenen funktionellen Gruppen geändert werden, die chemisch an verschiedenen Orten verbunden sind. Verschiedene Kopien des gleichen Proteins können variieren mit verschiedenen Modifikationen, die die Ladung und Größe jedes Proteins verändern wird. Läuft der gereinigten Proteine durch eine CE, die mit einem Massenspektrometer verbunden ist kann Proteine basierend zu trennen, auf denen Änderungen vorhanden sind, und auch zu identifizieren, Art und Ort der Änderung.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Kapillarelektrophorese beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie CE Moleküle basierend auf Ladung und Masse trennt, und wie man eine Probe auf die CE im Labor laufen.

Danke fürs Zuschauen!

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