elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka...

26
1 Elektroforeza kapilarna Wyklad 2 16 marca 2009 Elektroforeza kapilarna • Ruchliwość elektroforetyczna • Sprzęt Wybór metody • Bufory CZE i techniki specjalne przyklady zastosowań

Transcript of elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka...

Page 1: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

1

Elektroforeza kapilarna

Wykład 216 marca 2009

Elektroforeza kapilarna

• Ruchliwość elektroforetyczna

• Sprzęt

• Wybór metody

• Bufory

• CZE i techniki specjalne

• przykłady zastosowań

Page 2: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

2

Ruchliwość elektroforetyczna

Aparatura - Agilent

Page 3: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

3

Beckman MDQ

Detektory - UV

• czułość

• droga optyczna

• stęŜenie

• szybkość ruchu substancji

Page 4: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

4

Detektory - UV

• czułość

• droga optyczna

• stęŜenie

• szybkość ruchu substancji

Detektory - UV

Page 5: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

5

Detektory - MS

• uziemienie

• przepływ cieczy

• postać jonowa

• skład buforu

• ciecz osłonowa

(sheath, make-up liquid)

Detektory - MS

Page 6: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

6

Detektory - MS

Detektory - MS

Page 7: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

7

Page 8: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

8

Detektory - MS

DetektoryDetekcja Wymagania Selektywność Uniwersalność Identyfikacja LOD (mol)

UV/VIS chromofory, TAK NIE TAK/NIE 10-5 – 10-7

absorpcja (DAD)pow. 190 nm

LIF fluorofory TAK NIE NIE 10-13 – 10-16

derywatyzacja

MS ładunek TAK TAK TAK 10-8 – 10-10

Amperometria brak* TAK NIE NIE 10-7 – 10-10

Konduktometria ładunek NIE TAK NIE 10-7 – 10-9

Page 9: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

9

Opracowanie metody

Opracowanie metody

Page 10: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

10

CZE

Ion intrinsic mobility Ion net mobility Anion Cation

Injection end Detection end

EOF

negatively charged silica wall

Kapilara

Kapilara długości 57 cm

Średnica powierzchnia pojemność pow/obj20 35,81 0,179 20050 98,53 1,119 8075 134,3 2,518 53100 179,1 4,477 40200 258,1 17,907 20

śel (14x11,5x0,15 cm) 32 200 24 150 1,3

Page 11: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

11

Kapilary powlekane

Kapilary powlekane

Page 12: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

12

Kapilary powlekane

Sodium phosphate pH 2.5, normal capillary +30kV

Sodium phosphate pH 2.5,coated capillary -30kV

Powlekane kapilary

POWLEKANE WEWNĘTRZNIE KAPILARY – brak EOF*alkohol poliwinylowy poliakrylamidpolimery węglowodorowe

Page 13: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

13

Bufory

Page 14: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

14

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

190 210 230 250 270 290 310

Wavelength (nm)

Ab

sorb

ance

25mM Phosphoric Acid pH 2.1

25mM Glycine pH 2.4

25mM Citric Acid pH 3

25mM Formic Acid pH 3.8

25mM Citric Acid pH 4.7

25mM Citric Acid pH 5.4

25mM Phosphoric Acid pH 7.2

25mM TRIS pH 8.1

25mM Boric Acid pH 9.2

25mM Glycine pH 9.8

25mM HEPES pH 7.6

25mM Phosphoric Acid pH 12.4

Page 15: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

15

Czynniki, wpływające na jakośćrozdziału

Page 16: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

16

Page 17: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

17

Elektroforeza kapilarna –

metody specjalne

Page 18: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

18

Elektroforeza kapilarna –metody specjalne

• CE elektroforeza kapilarna

• CZE zone = strefowa

• CGE gel = Ŝelowa

• CEC elektrochromatografia

• MEKC micellar = micelarna

• MEEKC mikroemulsyjna

• ACE affinity = powinowactwa

MEKC

Page 19: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

19

Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography

Neutralne anality*

faza pseudostacjonarna

Metoda łatwamniej selektywna

Rozdziały chiralne

MEKC

EOF

t

EOF

t

MEOF

t

M

Page 20: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

20

MEKC

Separation of different analytes is a result of their differential association with the micelles. The apparent partition coefficient for that analyte is a measure of its interaction with the micelle and can be calculated as follows:

teo is the elution time of a neutral marker that doesn’t interact with micelle and tmc is the elution time of micelle itself.

k’app = [(t – teo)/ (teo(1- t/tmc))]

MEKC

Page 21: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

21

Page 22: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

22

MEKC

E O F

M ic e l le s v e lo c it y

+

+

+ v e- v e

+

+

++ +

+ +

+

-+

+ ++ +

+ +

+

-+

+

++ +

+ +

+

-+

+

+ S u r fa c ta n t

+

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Cationic surfactant MEKC requires negative polarity voltage as EOF is reversed

Rozdziały chiralne

Page 23: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

23

Rozdziały chiralne

Rozdziały chiralne

Ad+ Ad+

Ad+

Ad+

Al+

Ad+

Ad+Ad+

Ad+

Al+ Al+

Al+

Al+

Al+

Al+

Page 24: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

24

Rozdziały chiralne

O

O

O

O

O

O

RN

H

H H+

Rozdziały chiralne

Page 25: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

25

Mikroemulsje - MEEKC

SO3-

SO3-

SO3-

OH OH

OH OH

Na+

Na+

Oil droplet

WATER WATER

MEEKC

EOF

-

-

- -

--- -

Microemulsion velocity-

-

- -

--- -

-

--

-

--

--- -

- -

Droplet - SDS surfactant

-ve+ve

Rozdział w wysokim pH

Page 26: elektroforeza kapilarna 2 2009 CZ - Dydaktyka Organicznado.chem.uni.wroc.pl/system/files/elektroforeza kapilarna_2_cz.pdf · 1 Elektroforeza kapilarna Wykład 2 16 marca 2009 Elektroforeza

26

Ruchliwość w MEEKC vs LogP

Valko 5 (7,1)

20

40

60

80

100

120

Res

pons

e

4 5 6 7 8 9Retention time

Phe

nace

tine

Ace

tani

lide

Ace

toph

enon

e

Pro

piop

heno

ne

But

yrop

heno

ne

Val

erop

heno

ne

Hex

anop

heno

ne

Hep

tano

phen

one

9.83

logP vs migration time

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 2 4 6 8 10

migration time

log

P

Altria KD, J.Chromatogr.A 892 (2000) 171-186