毛细管电泳的基本原理

CE指以高压电场力为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分毛细管之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术。其仪器装置简图如下图所示，其结构包括高压电源、毛细管、检测器各一及两个缓冲液贮瓶。

CE所用的石英毛细管柱，在pH>3情况下，其内表面带负电，和溶液接触时形成了一双电层。在高电压电场作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象叫电渗。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流（EOF）两种速度的矢量和。正离子的运动方向和电渗流一致，故最先流出；中性粒子的电泳流速度为“零”，故其迁移速度相当于电渗流速度；负离子的运动方向和电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳流速度，故它将在中性粒子之后流出，从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离。

理论基础：带电离子在电场中运动除了受到电场力的作用外，还会受到溶剂阻力的作用。一定时间后，两种力的作用就会达到平衡，此时离子作匀速运动，电泳进入稳态。根据物理学定律可以导出：

μ₀=2εζ / 3η

式中η为溶剂粘度，ε为溶液的介电常数，ζ为无限稀释时的电动电位。对于实际溶液，淌度μ₀可称为有效电泳淌度。

电渗是毛细管中的溶剂因轴向直流电场作用而发生的定向流动。电渗是由定域电荷引起。定域电荷是指牢固结合在管壁上、在电场作用下不能迁移的离子或带电基团。在定域电荷对溶液中的反号离子吸引下形成了所谓的双电层，致使溶剂在电场作用(以及碰撞作用)下整体定向移动而形成电渗流。

在毛细管电泳中，样品分子的迁移是有效电泳淌度和电渗流淌度μ_eof的综合表现，这时的淌度称为表观淌度(μ_app)。表观淌度可以直接从毛细管电泳的测定结果求得，表示为：

μ_app=L_dL_t/t_RV

这里L_d是毛细管从进样口到检测器的距离，t_R是离子通过这段距离所用的时间，L_t是柱的总长，V是电压。电渗流淌度可用中性离子按同样方法获得。有效淌度可表示为：

μ_eff =μ_app–μ_eof

电渗流与pH关系十分密切，此外，任何影响管壁上解离的因素，如毛细管洗涤过程、电泳缓冲液的组成及粘度、柱温等都会影响电渗流大小甚至改变其方向。电磁场以及那些能与毛细管内壁硅羟基相互作用的物质如表面活性剂、蛋白质等，均能对电渗流产生很大影响。