原标题： 李曼琳0940120毛细管电泳电化学发光分离检测技术非水结论与展望
毛细管电泳三大前沿应用介绍 李曼林 0940120 毛细管电泳三大前沿应用介绍 毛细管电泳 mdash 电化学发光分离检测技术 毛细管电泳是一种利用高压电介质的液相分离技术磁场作为驱动力，毛细管作为分离通道，根据样品中各组分的迁移率和分布行为的差异实现分离。现代微柱分离有机结合的新兴分离技术自1980年代问世以来发展迅速。其研究和应用涉及环境分析、药物分离、生化分析等几乎所有分析领域，引起学术界，特别是色谱领域的广泛关注。其独特优势密不可分①高效105TPm-107TPm快速几十秒到几分钟②分离模式多种选择，自由度大③分析从无机离子到全细胞的对象具有“万能”的分析功能和潜力rdquo ④操作可以高度自动化 ⑤样品和试剂消耗小，运行成本低，不存在环境污染问题等。1 3 CE-ECL技术应用进展 1 4 学校三防设施建设总结 1 幼儿园教研工作总结电场的作用。快递客服问题处理详细方法山姆法pdf计算方法pdf八字理论方法下载周行选股方法合集ECL系统三联钌Rubpy32是最常用的发光试剂。近年来，Rubpy32技术已成功应用于CE，简称CE-ECL CE-ECL主要用于胺类化合物的检测，并成功应用于各种实际样品的分析。它具有以下优点：灵敏度简单、分离效率高、分析速度快、试剂消耗少。2 CE-ECL模式 [3] CE-ECL主要有四种模式：管区电泳-ECLCZE-ECL胶束电动色谱-ECLMEKC-ECL毛细管电色谱-ECLCEC-ECL非水毛细管电泳-ECLNACE-ECL其中，CZE- ECL是最简单最常见的-3CE-ECL技术应用进展CE-ECL技术在医学中的应用CE-ECL技术在中药分析中的应用CE-ECL技术在生物体液及其生化方面的应用CE的应用-ECL技术在药物分析中有实验[4]使用毛细管区带电泳和吡啶钌电泳。化学发光技术分析了药物中的比索洛尔。有人还开发了毛细管电泳电化学发光法分析牛奶中的乙基环丙沙星及其代谢物环丙沙星。另一位科学家采用电化学发光法检测该方法与毛细管电泳相结合的技术用于动物分析，检测小鼠肝细胞中抗坏血酸的含量。毛细管电泳和电化学发光猝灭效应的间接检测也用于酚类的研究。CE-ECL技术在中药分析中的应用[4] CE-ECL技术已应用于苦参中喹啉类生物碱的分析和植物提取物中山莨菪碱、阿托品的分析。CE-ECL 技术已应用于生物体液及其生化应用 [4] 一些实验已经成功地使用 CE-ECL 系统分析尿液中的雷尼替丁。开发了叔胺的非水毛细管电泳电化学发光和电化学快速双检测分析。新技术被用于分析实际尿液样本。毛细管电泳结合电化学发光技术对人尿和片剂中四种主要内酯及其药物的灵敏检测分析。液-液萃取技术用于毛细管电泳分离-电化学和电化学发光双检测 尿液中苯丙胺的技术分析-4 总结 CE-ECL联合技术及该技术在分析化学、生物分析化学等领域的应用已取得重要进展进步。可用于具有化学发光反应的药物制剂和体内药物代谢物的分析，为药物分析提供了一种灵敏的检测方法。未来对该技术的研究工作可能集中在以下几个方面1提取物中山莨菪碱、东莨菪碱和阿托品的分析以及CE-ECL技术在生物体液中的其他应用及其生化[4]已成功使用CE-ECL分析尿液中的雷尼替丁系统。毛细管电泳电化学发光与叔胺电化学快速双重检测分析真实尿液样品分析新技术毛细管电泳电化学发光联合技术在四大内酯及其在人尿和片剂中的应用中药灵敏检测分析使用液体-液体萃取技术，通过毛细管电泳分离-电化学和电化学发光双重检测技术分析尿液中的苯丙胺。在化学生物分析化学等领域的应用取得了重要进展。可用于分析具有化学发光反应的药物制剂和体内药物代谢物，为药物分析提供灵敏的检测方法。毛细管电泳电化学发光与叔胺电化学快速双重检测分析真实尿液样品分析新技术毛细管电泳电化学发光联合技术在四大内酯及其在人尿和片剂中的应用中药灵敏检测分析使用液体-液体萃取技术，通过毛细管电泳分离-电化学和电化学发光双重检测技术分析尿液中的苯丙胺。在化学生物分析化学等领域的应用取得了重要进展。可用于分析具有化学发光反应的药物制剂和体内药物代谢物，为药物分析提供灵敏的检测方法。
共反应物与钌吡啶电化学发光的共反应机理研究。进一步研究共反应机理，有利于提高电化学发光的选择性和灵敏度，扩大该技术的应用范围。2 新型电化学发光共反应剂的研发 3 CE-ECL 技术的新应用 CE-ECL 技术在多个领域的应用带来的潜在价值受到广泛关注 4 高通量CE-ECL分析系统的研发 两条毛细管电泳-质谱技术二 1 CE-MS 技术介绍 2 2 CE-MS 接口技术研究进展 2 3 CE-MS 的应用及其进展 2 4 总结 2 1 CE-MS 技术介绍 分离效率的方法灵敏度高，其应用受到广泛关注，近20年来发展迅速。CE的一些常见分离模式，如毛细管区带电泳、CZE、胶束电动色谱、MEKC、毛细管电色谱、CEC等都用在CE-MS中。CE-MS耦合的应用分为两种方式：在线耦合和离线耦合。CE-MS离线耦合的关键是分离样品的有效收集并与离线耦合进行比较。CE-MS 在线耦合 具有样品损失少、自动化程度高、分析速度快等优点，其应用比离线耦合要广泛得多。2、CE-MS接口技术研究进展 接口技术是实现CE-MS耦合的关键。近年来，关于CE-MS的方法学研究主要是关于新的界面技术。该技术的研究使CE-MS的耦合更加方便和高效。主要分为 CE-ESI-MS 接口技术 CE-ICP-MS 接口技术 CE-ESI-MS 接口技术 ESI 方法的发现，使质谱仪能够检测相对分子质量为几十的生物大分子被分析物被多次充电后的数千甚至数十万。由于ESI本身的优势以及LC-ESI-MS接口技术的日益成熟，CE-ESI-MS成为CE-MS联合技术中的主导方法。目前CE-ESI-MS接口主要分为鞘液界面和无鞘液界面[7] 1鞘液界面技术鞘液界面技术的优点是通过增加样品的流速，喷雾更稳定的，有利于形成稳定的电流回路，并且可以改变CE运行缓冲液的组成，以满足ESI源的检测要求。然而，鞘液的引入会稀释样品并降低检测灵敏度。为此，有人设计了领导形象，设计了循环运营，设计了分布式光伏接入，设计了工艺污水处理厂，设计了辅助工程建设组织。低流速lowf的低鞘液界面[5]如图1所示，以减少鞘液的稀释效应。同时，铂丝形成电流回路，避免低流量造成的中断。最近，出现了鞘液界面和无鞘液界面的组合。技术[5]如图2所示，该设计不仅可以消除鞘液造成的分离完整性下降，还可以消除无鞘液界面无法改变缓冲液导致的磷酸根离子的离子抑制作用. 接口与无鞘液界面技术的优势 2 无鞘液界面技术 无鞘液界面技术 无鞘液界面技术不能像鞘液界面技术那样依靠稳定的喷雾来实现电流回路，因此必须采用其他一些方法来形成电流回路 3-chip CE-ESI -MS接口技术芯片CE和ESI-MS结合方式主要分为两类：一类是集成ESI源和CE微芯片，另一种是将毛细管喷雾器连接到 CE 微芯片上。后者的应用更为广泛。其优势在于设备的小型化。CE-ICP-MS 接口技术 ICP-MS 是一种先进的痕量多元素分析技术。CE-ICP-MS具有分离分析速度快、灵敏度高、分辨率高、样品利用率高等优点。量少等优点在金属及金属化合物的分离分析中发挥着重要作用。到目前为止，主要有三种CE-ICP-MS接口技术。无鞘界面技术 鞘液界面技术和氢化物发生界面技术 Yang et al. [5] 设计了一种新型无鞘液体界面，如图 3 所示。他们将毛细管放入不锈钢管套中，用不锈钢管形成电流回路管，然后连接蠕动泵 1。图 3 中的部分 1 与三通的另外两个通道连接蠕动泵 2 分别 图 3 内置微型化 CE-ICP-MS 接口技术 ICP-MS 是一种先进的痕量多元素分析技术 CE-ICP-MS 具有分离分析速度快、灵敏度高、分辨率高等优点，高分辨率和低样本消耗。它在化合物的分离和分析中起着重要作用。到目前为止，主要有三种CE-ICP-MS接口技术。无护套接口技术和氢化物发生接口技术。2008 年，杨等人。[5] 设计了一种新的无鞘液体接口，如图 3 所示。他们将毛细管放入不锈钢管套中，用不锈钢管形成电流回路管，然后连接蠕动泵 1。 第 1 部分图 3 中的一个三通接头连接到另一个三通。两个通道分别与蠕动泵相连 2 图 3 内置小型化 CE-ICP-MS 接口技术 ICP-MS 是一种先进的痕量多元素分析技术 CE-ICP-MS 具有分离和分析速度快的优点，高灵敏度，高分辨率，高分辨率和低样品消耗。它在化合物的分离和分析中起着重要作用。到目前为止，主要有三种CE-ICP-MS接口技术。无护套接口技术和氢化物发生接口技术。2008 年，杨等人。[5] 设计了一种新的无鞘液体接口，如图 3 所示。他们将毛细管放入不锈钢管套中，用不锈钢管形成电流回路管，然后连接蠕动泵 1。 第 1 部分图 3 中的一个三通接头连接到另一个三通。两个通道分别与蠕动泵连接 2 图 3
该设计的关键在于蠕动泵1在蠕动泵1不运行时可以将雾化器气体与CE隔离，使得在蠕动泵1运行时雾化器气体的抽吸作用不会影响CE分离。 . 当 CE 和不锈钢管之间有缝隙时，会吸入空气。吸入的空气不仅可以部分抵消雾化气体的吸力作用，而且使溶液的转移更容易克服雾化气体的吸力作用引起的带状。拓宽 3CE-MS 的应用和进展 生物大分子及相关物质分析 中草药及其他天然产物中的活性和毒性成分分析 生物大分子及相关物质分析 低纯化和分析检测难度更大。CE-MS联合技术作为一种高分离能力和高灵敏度的手段，可以很好地解决活体物质的分析问题。1 分离、检测和结构与功能分析 CE-MS 联合技术不仅可以分析蛋白质和肽类等生物大分子的分离和检测，还可以分析不同生物分子的构型。CE-MS的应用有助于了解分子的结构和功能信息，为分子的鉴定提供依据。2. 分子间相互作用研究和代谢组学研究 目前对生物大分子及相关物质的研究不仅限于单个分子的结构和功能，还可以研究分子间相互作用和代谢组学，从而深入了解生命过程. 在分子间相互作用的研究中，CE-MS在实现分离检测的同时，还能提供结构信息，为分子间加合物的研究提供了强有力的方法。CE-MS 在代谢组学中的应用主要是对血液或尿液样品中氨基酸核苷等小分子的作图。该分析旨在筛选用于疾病诊断和治疗的生物标志物 [5] 3 其他 除了大分子代谢物的分析，CE-MS 还用于细菌提取物的分析。通过细菌代谢组学的研究，可以了解细菌的能量吸收和生长情况，为治疗由细菌引起的疾病提供依据。除了在活体物质分析中的重要作用外，CE-MS还广泛应用于用于中药材的分析[6] Henion et al. 首次使用 CE-MS 技术分离多种草药中的各种异喹啉生物碱。并以四氢小檗碱为内标，对小檗碱和巴马汀进行定量分析。昂格尔等人。分析了单萜吲哚生物碱，例如氢化小檗碱 β-咔啉生物碱和异喹啉生物碱。斯特姆等人。分离异喹啉生物碱鉴定了各种药用植物甲醇提取物中的异喹啉生物碱。马特乌斯等人。引用 CE-ESI-MS 分离和分析东莨菪碱和东莨菪碱，并将它们用于实际样品的分析。阿门迪亚等人。据悉，采用CE-MS技术以负离子检测模式分析黄酮类化合物，在定量的同时分析各成分的结构。2 4 总结 CE-MS 组合技术极大地拓宽了 CE 和 MS 本身的应用领域，但 CE 固有的缺陷并没有被克服 [7] CE-MS 未来的发展趋势将主要集中在提高 CE 的分离能力上，新界面技术及应用研究 [5] 三非水毛细管电泳 毛细管区带电泳 CZE既可以使用水相缓冲溶液也可以使用有机相缓冲溶液进行分离 CZE在有机溶剂中的分离通常称为非水毛细管电泳 非水毛细管电泳 4. NACE 在实际样品分析中的应用 与NACE 相比，水相CZE 具有以下优点[9]。采用大内径毛细管柱进行快速分析，有利于减少吸附，提高分离选择性。 3．NACE 在实际样品分析中的应用 3. 5. 总结 3. 1. 非水相毛细管电泳的优点 有机溶剂种类繁多，理化性质不同 NACE可以根据分析物的性质选择不同的有机溶剂或混合有机溶剂，与水相CZE相比，NACE主要有以下优点[ 9]采用超大内径毛细管柱进行快速分析，减少吸附，提高分离选择性。 3．NACE 在实际样品分析中的应用 3. 5. 总结 3. 1. 非水毛细管电泳的优点 有机溶剂种类繁多，理化性质不同 NACE可以根据被分析物的性质选择不同的有机溶剂或混合有机溶剂，与水性 CZE 相比，
难溶于水和在水中不稳定的化合物的分离 中性物质的分离 手性物质的分离 常见的非水溶剂 物理化学性质 电解质的存在降低了离解度，降低了离子电导率，导致电泳电流和焦耳热的减少。因此，可采用超大内径毛细管柱作为分离通道，提高上样量。NACE所用的毛细管柱内径可达530mum[5]2，用于快速分析。在 NACE 中，高电压引起的电泳电流很小，因此可以施加高分离电压进行快速分析。有实验 [9] 使用 NACE 检测人体尿液样本中的磷脂酰乙醇。该化合物的快速分析可在 25 分钟内完成。分析速度比传统色谱法快10倍。由于磷脂酰乙醇是乙醇摄入的生物标志物，它可以在乙醇存在下通过转磷脂检测。酰基反应发生在有机体中。此外，它在有机体中具有特别长的持久性。因此，可以通过检测磷脂酰乙醇来确定乙醇的摄入量。3 减少吸附 NACE 可以减少表面活性??剂的团聚和在毛细管柱内表面的吸附。可用于分析某些阴离子和阳离子表面活性剂 4 提高分离选择性 NACE 中有许多有机溶剂可供选择。这些有机溶剂的物理化学性质，如介电常数，粘度和接受或提供质子的能力与水相有很大不同。通过选择合适的有机溶剂或混合有机溶剂，NACE可以提高分析物的分离选择性。这是因为改变有机溶剂不仅可以改变分析物的离子半径，还可以改变分析物的pKa，从而改变分析物。分析物的迁移率产生很大差异。此外，通过改变有机溶剂中支持电解质的组成，有机溶剂中的离子对和共轭也可以提高分析物的分离选择性。由于水分子之间形成复杂的三维网络结构，分离水中不稳定的化合物，大尺寸的离子或分子很难溶解在水中。优点 它已成功用于分离水溶性差的磷酸酯、聚合物、脂肪酸、染料、有机汞、疏水性多肽、有机磷农药和疏水性药物等。最近的实验 [9] 使用 NACE 分析类固醇在片剂中克服类固醇药物在水中溶解度低和缩短分析时间的缺点 NACE也可用于分离和检测水溶液中不稳定的化合物，如青染料和托烷生物碱[9]6用于中性的分离物质。从水相中，CZE只能分离带电物质，不能分离中性物质。NACE可以实现中性物质的分离。NACE 有两个原则来分离中性物质。A. 化合物的分离和检测可以通过改变分析物的pKa来实现。乙酰氨基苯甲酰胺、4-硝基苯甲酰胺、硫代乙酰胺和丙烯酰胺等酰胺可以通过改变分析物与添加剂之间的相互作用、离子配对或异源共轭来实现中和。稠环芳烃、芳香醇、酚类、羧酸、咪唑等手性物质的分离手性物质的分离手性电泳分离中最常用的手性选择试剂是环糊精CD及其衍生物的手性分离原理。水溶液主要依靠CD与分析物的疏溶剂作用，NACE手性分离用有机溶剂代替水可以改变手性识别和分离的机理。首先，溶剂的变化会引起粘度、电渗流、离子半径等其他因素的变化。解离常数和分析物与添加剂的相互作用等。同时，这些因素的变化也会影响分离的选择性。其次，疏溶剂作用在有机溶剂中较弱，但其他作用相对较强。虽然 CD 和分析在有机溶剂中强 分析物之间的溶解度减弱，但 CD 上的羟基与分析物之间的离子-偶极相互作用增强，这也可以提高分离选择性。此外，CD在溶剂中的溶解度变化很大。CD在水中的溶解度 例如，[9]β-CD在25℃水中的最大溶解度仅为16.3mmolL，而在NMF中最大溶解度仅为16.3mmolL。冲击分离的选择性次之，在有机溶剂中，疏水作用较弱，但其他作用较强。在有机溶剂中，虽然 CD 与分析物之间的疏水作用减弱，但 CD 上的羟基与分析物形成。离子-偶极相互作用增强，也可以提高分离选择性。此外，CD 在溶剂中的溶解度差异很大。CD在水中的溶解度很差。例如，[9]β-CD在25°C水中的最大溶解度在NMF中仅为16 .3mmolL。影响分离的选择性其次，在有机溶剂中，疏水作用较弱，但其他效果更强。在有机溶剂中，虽然 CD 与分析物之间的疏水作用减弱，但 CD 上的羟基与分析物形成。离子-偶极相互作用增强，也可以提高分离选择性。此外，CD 在溶剂中的溶解度差异很大。CD在水中的溶解度很差。例如，[9] β-CD 在 25°C 水中的最大溶解度在 NMF 中仅为 16 .3mmolL
在此类有机溶剂中使用高浓度 CD 也是提高分离选择性的原因之一。三种2NACE检测方式目前与NACE配套使用的检测器主要有紫外可见光谱、紫外荧光检测、FL电喷雾电离-质谱检测ESI-MS电化学检测EC电化学发光电化学双检测ECLEC化学发光检测CL不同检测方式可供选择根据有机溶剂的特性 1 紫外-可见光谱法 水相中的紫外 CZE 所用毛细管柱的内径较小，使光路较短，从而降低了紫外检测方法的灵敏度。NACE具有电泳电流低的优点。为了增加光路长度，可以使用200或300μm的大内径毛细管柱作为NACE-UV分析的分离通道，以提高灵敏度。但缺点是会产生虹吸效应，使分离效率变差。如果注射容器的液位以适当的速度升高，虹吸现象就可以消除。淬火程度溶剂的粘度和极性是影响淬火的两个重要因素[10] FL在不同溶剂中的强度顺序为DMF>DMSO>NFM>MeOHDMF1:1VV>FA>MeOHACN1:1VV> 水 最近的一项研究结果表明，与水溶液相比，MeOH-ACN 混合溶剂对荧光生物碱和衍生儿茶酚胺的 FL 检测具有良好的增强效果。3 电喷雾电离-质谱检测 ESI-MSMS可以与CZE离线和在线耦合。要实现 MS 和 CZE 的检测 在线耦合必须使用电喷雾进行电离。在 CZE-ESI-MS 分析中，使用有机溶剂代替水进行电喷雾电离操作会更有利。此外，NACE 中的低电泳电流使 ESI-MS 系统对 MeOH-ACN 更加稳定。混合溶剂是 NACE-MS 分析中最常用的溶剂。在NACE中，使用挥发性有机溶剂更有利于电喷雾电离操作，所以 NACE-ESI-MS 检测比 CZE-ESI-MS 有更好的结果。稳定性好，检测灵敏度高 4. EC的电化学检测比CZE水溶液更适合EC检测。一方面，NACE 具有较低的电泳电流，在没有场隔离器的情况下对 EC 检测的影响较小。可使用内径75μm的大毛细管柱作为分离通道。另一方面，在某些有机溶剂中，电化学窗口较宽，更有利于EC的检测。研究[9]将NACE和ECLEC双重检测技术与NACE-ECLEC相结合，用于药物的分析。实际样品和中药中的主要活性成分。分析的物质包括结构相似的吩噻嗪类化合物以及水中的不稳定托烷生物碱的有机溶剂可以是纯乙腈或乙腈和异丙醇组成的混合溶剂。使用的分离毛细管柱分别为33cm×75m和18cm×25m。该方法在不需要现场的情况下具有以下优点：可以在隔离器下方施加高分离电压，并且可以使用大内径的短毛细管柱来提高分析速度。由于实验采用有机相缓冲溶液，电极不易被污染，无需活化处理，稳定性好。对于稳定物质的分离，更重要的是ECLEC双检测技术不仅可以根据分析物的性质选择不同的检测器来提高灵敏度，还可以提供分析物的ECL和EC双重信息，更有利于复杂系统的分析。6 化合物的鉴定与检测 化学发光检测 CLTsukagoshi [9] 等。以过氧草酸盐为化学发光试剂乙腈叔胺质谱叔胺质谱，水混合溶液为电泳分离缓冲液，对15种酚类化合物进行分离检测。传统荧光方法获得的结果要低一个数量级。最近，肖全伟[9]等。以ACN-MeOH混合有机溶剂为溶剂，成功分离检测食品包装材料中的有毒酚类化合物。检测到CLTsukagoshi [9]等。以过氧草酸盐为化学发光试剂乙腈，水为电泳分离缓冲液，分离15种酚类化合物。检测限低于传统荧光法的检测限。最近，肖全伟[9]等。以ACN-MeOH混合有机溶剂为溶剂，成功分离检测食品包装材料中的有毒酚类化合物。检测到CLTsukagoshi [9]等。以过氧草酸盐为化学发光试剂乙腈，水为电泳分离缓冲液，分离15种酚类化合物。检测限低于传统荧光法的检测限。最近，肖全伟[9]等。以ACN-MeOH混合有机溶剂为溶剂，成功分离检测食品包装材料中的有毒酚类化合物。
为了进一步提高检测灵敏度，NACE常与一些富集方法相结合。这些富集方法主要包括进样前样品富集和柱前富集和进样后样品堆叠。柱上叠加技术将大大提高分析灵敏度 三 4NACE 在实际样品分析中的应用 NACE 在植物提取物等复杂系统的分析中有着非常重要的应用。复杂系统样品通常需要使用有机溶剂进行液液萃取或固相萃取操作，如果使用水相CZE，则需要去除萃取后的有机溶剂，使溶质重新溶解在水中。使用 NACE 时，可以省略蒸发步骤以简化操作。此外，NACE还用于中药的分析[9] 中药及其制剂的成分 复合物 分析对象是化学成分复杂的混合物。这些化合物具有已知成分和未知成分，存在不确定因素，且大部分成分在水中的溶解度很小，活性成分的含量普遍较低。它需要经过繁琐的预处理过程来消除干扰成分。因此，中药的分析难度很大，对药物分析人员来说也是极具挑战性的问题。NACE方法分离效率高，分析速度快。生物碱成分分析黄酮类和香豆素成分分析及磷脂、蒽醌、多酚、生物碱、酮糖醛酸等成分[8] NACE在中药生物碱成分分析中的应用[8] 8] NACE在中药黄酮和香豆素成分分析中的应用[8] 3 5 总结 对比水相CZE、NACE在分离和与检测器结合方面表现出非常独特的优势。主要研究方向为[9]，探索利用新型支持电解质或离子液体等添加剂为NACE注入新活力。将 NACE 与各种柱前或柱上富集方法结合使用，将其应用于植物提取物和药物分析。使用 NACE 分离手性化合物的四项结论和展望毛细管电泳作为一种高效快速的分离方法，在各个分析领域有着意想不到的生命力和潜力。虽然它仍然存在一些不利于分析、技术发展以及与其他分析设备结合的缺陷，但它仍然引起了科研界的关注。近年来，随着商用仪器的不断改进和完善，自动进样器和激光诱导荧光飞行时间质谱串联质谱等高灵敏度检测器的使用，与CE的结合不仅可以提高测量准确，还能完成连续自动采样和在线分析。检测限大大降低。CE将在未来的药物分析检测中发挥更大的作用。
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