高效毛细管电泳仪使用步骤

高效毛细管电泳仪使用步骤：经验分享

毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）作为一种高效、微量、高分辨率的分析技术，在实验室、科研、检测及工业领域扮演着越来越重要的角色。对于操作人员而言，熟练掌握其使用步骤是获取准确可靠数据的关键。本文将结合多年实践经验，为您梳理一套高效的毛细管电泳仪使用流程，旨在帮助各位同仁提升工作效率，优化实验结果。

一、仪器开机与自检

1. 电源连接与开启： 确保仪器电源线连接稳固，并在确认环境安全后，按照仪器说明书指示顺序开启电源。
2. 系统自检： 仪器启动后，通常会进行一系列的自动诊断和自检程序。密切关注显示屏上显示的自检信息，如发现任何异常（如电压不稳、泵压力异常、紫外检测器信号异常等），应立即查阅说明书或联系技术支持。
3. 预热与稳定： 大多数检测器（尤其是紫外-可见吸收检测器）需要一定的预热时间才能达到最佳工作状态。根据检测器类型，通常需要预热30分钟至1小时，期间应保持仪器稳定运行，避免频繁开关机。

二、毛细管的安装与准备

1. 毛细管选择与检查：
   • 内径与长度： 根据样品特性和分析需求（如分离度、灵敏度），选择合适的毛细管内径（常用10-100 µm）和长度（常用20-100 cm）。例如，需要高分离度的应用，可选择内径较小的毛细管；需要提高灵敏度的，可选择更长的毛细管，但需注意其对分离度和分析时间的影响。
   • 表面状态： 检查毛细管两端是否有破损、裂纹或堵塞。使用专用的毛细管切割器进行平整切割，确保切口平滑无毛刺，以保证液体在毛细管内的均匀流动。
   
   
2. 毛细管的活化与平衡：
   • 活化（Conditioning）： 新毛细管或长时间未使用的毛细管，通常需要进行活化处理。常用的活化液包括0.1 M NaOH、0.1 M HCl、纯水等。活化步骤通常为：先用碱性溶液（如NaOH）清洗，以去除毛细管内壁的吸附物质；再用酸性溶液（如HCl）清洗，以中和残留的碱；最后用纯水或缓冲液充分冲洗。
   • 数据参考： 典型的活化流程可能包括：
     • 1 M NaOH 溶液：30分钟
     • 0.1 M HCl 溶液：15分钟
     • 纯水：30分钟
     • 分析缓冲液：30分钟（直至冲洗液pH与缓冲液一致）
     
     
   • 平衡（Equilibration）： 每次实验前，都需要用分析缓冲液对毛细管进行充分的平衡。此过程的目的是使毛细管内壁达到稳定状态，减少电渗流（EOF）的波动，确保重现性。平衡时间通常需要15-30分钟，直至缓冲液流出稳定。
   
   

三、流动相（缓冲液）的制备与更换

1. 精确配制： 严格按照实验方案要求，使用分析天平精确称量缓冲组分，使用高纯度溶剂（如超纯水）和容量瓶进行配制。缓冲液的pH值、离子强度及组分浓度对分离效果至关重要。
2. 脱气处理： 缓冲液中溶解的气体会在电泳过程中产生气泡，影响电压稳定和检测信号。通常需要对配制好的缓冲液进行脱气处理，可采用超声波脱气、氦气鼓泡法或真空过滤法。
3. 更换周期： 缓冲液的有效性会随时间推移和使用而降低。建议根据仪器和实验条件，定期更换缓冲液，一般情况下，新鲜配制的缓冲液可使用3-5天，但具体视使用频率和保存条件而定。

四、样品处理与进样

1. 样品预处理： 根据样品基质和目标分析物，进行必要的样品前处理，如溶解、稀释、萃取、过滤等。确保样品溶液的清洁度，避免杂质堵塞毛细管。
2. 进样方式：
   • 液压进样（Hydrodynamic Injection）： 通过施加一定的压力，使样品在毛细管一端流动一定时间，从而将样品注入毛细管。进样时间/压力和毛细管长度直接影响进样量。
   • 电学进样（Electrokinetic Injection）： 利用毛细管两端施加的电场，使带电荷的样品离子迁移进入毛细管。进样时间、电压以及样品与背景电解质的电导率差异会影响进样量。
   • 进样量控制： 精确控制进样量是获得良好分离和定量准确性的前提。通常通过控制进样时间（如3-10秒）、压力（如0.5-5 psi）或电压（如1-5 kV）来实现。
     • 数据示例： 对于液压进样，假设毛细管长度为50 cm，进样压力为1 psi，进样时间10秒，则大致进样量约为10-20 nL。
     
     
   
   

五、参数设置与运行

1. 方法建立：
   • 电压： 典型运行电压范围为10-30 kV，具体取决于毛细管长度、缓冲液电导率和所用检测器。
   • 检测波长： 根据目标分析物的紫外-可见吸收特性设定。
   • 温度： 恒温控制（如20-25°C）有助于提高分离的重现性。
   • 极性： 根据分析物的电荷和电泳迁移率选择正向或反向电泳。
   
   
2. 参数设定： 在仪器控制软件中，根据建立的方法，精确输入运行电压、检测波长、柱温、极性等参数。
3. 开始运行： 确保所有连接稳固，流动相和缓冲液已准备就绪，然后启动仪器开始电泳运行。

六、数据采集与分析

1. 实时监控： 在运行过程中，密切关注色谱图（电泳图）的生成情况，检查信号峰形、分离度及背景噪声。
2. 数据保存： 运行结束后，及时保存原始数据文件，并进行必要的峰积分、定性（通过保留时间和标准品比对）和定量（通过标准曲线）分析。

七、仪器清洁与维护

1. 毛细管清洗： 每次运行完毕后，务必按照活化流程，使用缓冲液、纯水、0.1 M NaOH等依次对毛细管进行彻底清洗，以去除残留的样品和分离背景，防止毛细管堵塞。
2. 流动相废弃： 将使用过的缓冲液按照实验室规定进行废弃处理。
3. 仪器擦拭： 定期清洁仪器外部，保持工作环境整洁。
4. 定期维护： 按照仪器说明书的要求，定期对仪器进行维护保养，如更换密封圈、检查灯源、校准传感器等。

高效的毛细管电泳仪使用流程，不仅是技术层面的操作，更是对细节的把控和对实验结果负责的态度。希望本文能为您的日常实验工作提供有益参考。