Các chế độ tách
Việc tách các hợp chất bằng điện di mao mạch phụ thuộc vào sự di chuyển khác nhau của các chất phân tích trong một điện trường được áp dụng. Vận tốc di chuyển điện tử của một chất phân tích đối với điện cực của điện tích đối diện là:
Di chuyển điện di động có thể được xác định thực nghiệm từ thời gian di chuyển và cường độ trường:
Trong đó {\ displaystyle L} L là khoảng cách từ cửa vào đến điểm phát hiện, {\ displaystyle t_ {r}} t_ {r} là thời gian cần thiết để chất phân tích tiếp cận điểm phát hiện (thời gian di chuyển), {\ displaystyle V} V là điện áp được áp dụng (trường cường độ), và {\ displaystyle L_ {t}} L_ {t} là tổng chiều dài của mao mạch. Vì chỉ có các ion tích điện bị ảnh hưởng bởi điện trường, các chất phân tích trung hòa được phân tách không tốt bằng điện di mao mạch.
Vận tốc di chuyển của một chất phân tích trong điện di mao mạch cũng sẽ phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy điện giải (EOF) của dung dịch đệm. Trong một hệ thống điển hình, dòng chảy điện tử được hướng trực tiếp đến catốt tích điện âm để bộ đệm tràn qua mao dẫn từ lọ nguồn đến chai đích. Tách bởi điện di động khác nhau, các chất phân tích di chuyển về phía điện cực của điện tích ngược . Kết quả là các chất phân tích tích điện âm sẽ bị thu hút bởi anode tích điện dương, chống lại EOF, trong khi các chất tích điện dương được thu hút vào cực âm, phù hợp với EOF như thể hiện trong hình 3.
Hình 3: Sơ đồ phân tách các chất tích điện tích và chất trung tính (A) theo tính di động dòng điện điện và điện động
Vận tốc của dòng chảy điện tử, {\ displaystyle u_ {o}} u_ {o} có thể được viết như sau:
{\ displaystyle u_ {o} = \ mu _ {o} E} u_ {o} = \ mu _ {o} E
nơi {\ displaystyle \ mu _ {o}} \ mu _ {o} là sự di chuyển điện động, được định nghĩa như sau:
{\ displaystyle \ mu _ {o} = {\ frac {\ epsilon \ zeta} {\ eta}}} \ mu _ {o} = {\ frac {\ epsilon \ zeta} {\ eta}}
Trong đó {\ displaystyle \ zeta} \ zeta là năng lượng zeta của thành mao mạch, và {\ displaystyle \ epsilon} \ epsilon là độ permittivity tương đối của dung dịch đệm. Về mặt thí nghiệm, sự di chuyển điện động học có thể được xác định bằng cách đo thời gian lưu giữ của một chất trung hòa.Vận tốc ({\ displaystyle u} u) của một chất phân tích trong trường điện có thể được định nghĩa như sau:
{\ displaystyle u_ {p} + u_ {o} = (\ mu _ {p} + \ mu _ {o}) E} u_ {p} + u_ {o} = (\ mu _ {p} + \ mu _ {o}) E
Vì lưu lượng điện giải của dung dịch đệm nói chung lớn hơn điện tích di chuyển của các chất phân tích nên tất cả các chất phân tích được vận chuyển cùng với dung dịch đệm tới cực âm. Ngay cả các anion nhỏ, ba lần cũng có thể được chuyển hướng tới cathode bởi EOF tương đối mạnh của dung dịch đệm. Các chất phân tích âm tích cực được giữ lại lâu hơn ở mao mạch do các điện di động xung đột nhau. Thứ tự di chuyển được phát hiện bởi máy dò được thể hiện trong hình 3: các cation cation nhỏ tích tụ nhanh chóng và các anion tích điện nhỏ được duy trì mạnh mẽ
Dòng chảy điện động được quan sát khi một điện trường được đưa vào một dung dịch trong mao mạch có các điện tích cố định trên tường bên trong của nó. Sạc tích tụ trên bề mặt bên trong của mao mạch khi dung dịch đệm được đặt bên trong mao quản. Trong một mao mạch silic đã được hoà tan, các nhóm silanol (Si-OH) gắn vào thành bên trong của mao mạch được ion hóa với các nhóm silano hoá tích điện âm (Si-O-) ở các giá trị pH lớn hơn ba. Việc ion hóa mao mạch có thể được tăng cường bằng cách chạy một dung dịch cơ bản như NaOH hoặc KOH trước khi đưa dung dịch đệm. Thu hút các nhóm silanoat tích điện âm, các cation tích điện dương của dung dịch đệm sẽ hình thành hai lớp bên trong của cation (gọi là lớp khuyếch tán hoặc tầng điện hai lớp) trên mao mạch như trong hình 4. Lớp đầu tiên được gọi để làm lớp cố định vì nó được giữ chặt chẽ với các nhóm silanoat. Lớp ngoài, được gọi là lớp di động, nằm xa các nhóm silanoat. Lớp cation di động được kéo theo hướng của cathode tích điện âm khi một điện trường được áp dụng. Vì các cation này được hòa tan, dung dịch đệm số lượng di chuyển với lớp di động, gây ra dòng chảy điện giải của dung dịch đệm. Các mao mạch khác bao gồm các mao mạch Teflon cũng biểu hiện dòng chảy điện động. EOF của các mao mạch này có lẽ là kết quả của việc hấp thụ các ion điện tích của bộ đệm lên thành các mao mạch. Tỷ lệ EOF phụ thuộc vào cường độ trường và mật độ điện tích của mao mạch. Mật độ tích điện của tường là tỷ lệ với độ pH của dung dịch đệm. Dòng chảy điện động sẽ tăng với độ pH cho đến khi tất cả các silanols sẵn sàng lót vách thành mao dẫn đều được ion hóa hoàn toàn