Electrophoresis mao mạch (CE) là một nhóm các phương pháp tách electrokinetic được thực hiện trong các mao mạch đường kính submillimeter và trong các kênh vi và nano lỏng. Rất thường, CE đề cập đến phương pháp điện di mao mạch (CZE), nhưng các kỹ thuật điện di khác bao gồm điện di gel mao mạch (CGE), tập trung động mạch mao mạch (CIEF), mô hình mao mạch và kỹ thuật sắc ký điện giải (microcar electrocinetic chromatography – MEKC) cũng thuộc loại này.
Trong phương pháp CE, các chất phân tích di chuyển qua các dung dịch điện phân dưới ảnh hưởng của điện trường. Các chất phân tích có thể được tách ra theo tính di động ion và / hoặc phân chia thành một pha xen kẽ qua các tương tác không tương bào trị. Ngoài ra, các chất phân tích có thể được tập trung hoặc “tập trung” bằng phương pháp gradients về độ dẫn và độ pH.
Dụng cụ
Hình 1: Sơ đồ hệ thống điện di mao mạch
Dụng cụ cần thiết để thực hiện điện di mao mạch là tương đối đơn giản. Một sơ đồ cơ bản của một hệ thống điện di mao mạch được thể hiện trong hình 1. Các thành phần chính của hệ thống là một lọ mẫu, các lọ nguồn và đích, một mao quản, điện cực, một nguồn cung cấp điện áp cao, một máy dò và một thiết bị đầu ra và xử lý dữ liệu. Lọ nguyên liệu, lọai đích và mao mạch được làm đầy bằng chất điện phân như dung dịch đệm nước. Để giới thiệu mẫu, đầu vào mao mạch được đặt vào một lọ chứa mẫu. Mẫu được đưa vào trong mao mạch thông qua hoạt động mao mạch, áp lực, nhả nước, hoặc điện giải, và mao dẫn sau đó được đưa trở lại lọ nguồn. Việc di chuyển các chất phân tích được bắt đầu bằng một trường điện được áp dụng giữa các lọ nguồn và đích và được cung cấp cho các điện cực bằng nguồn điện áp cao.
Trong chế độ phổ biến nhất của CE, tất cả các ion dương hoặc âm đều được kéo qua mao mạch theo cùng hướng bằng dòng điện cực điện. Các chất phân tách khi chúng di chuyển do tính di động của chúng và được phát hiện gần đầu ra của mao quản. Đầu ra của máy dò được gửi đến một đầu ra dữ liệu và thiết bị xử lý như tích hợp hoặc máy tính. Dữ liệu sau đó được hiển thị dưới dạng một đồ điện động, báo cáo phản ứng của máy dò theo một thời gian. Các hợp chất hóa học bị cô lập xuất hiện như những đỉnh với thời gian giữ lại khác nhau trong một bài điện não đồ. Electrophoresis mao mạch lần đầu tiên được kết hợp với quang phổ khối của Richard D. Smith và các đồng nghiệp, và cung cấp độ nhạy cực kỳ cao cho việc phân tích các cỡ mẫu rất nhỏ. Mặc dù kích thước mẫu rất nhỏ (điển hình chỉ có một vài nanoliter của chất lỏng được đưa vào trong mao mạch), độ nhạy cao và đỉnh cực mạnh đạt được một phần là do các chiến lược tiêm dẫn đến sự tập trung các chất phân tích vào một vùng hẹp gần đầu vào của mao quản . Điều này đạt được bằng áp suất hoặc tiêm điện cơ bằng cách ngưng mẫu trong bộ đệm có độ dẫn thấp hơn (ví dụ nồng độ muối thấp hơn) so với đệm chạy. Một quá trình được gọi là sự xếp chồng lên các mẫu thực địa (một dạng của chứng isotachophoresis) dẫn đến sự tập trung của chất phân tích trong một vùng hẹp ở ranh giới giữa mẫu có độ dẫn thấp và bộ đệm chạy dẫn cao hơn.
Để đạt được lượng mẫu lớn hơn, các dụng cụ với mảng mao mạch được sử dụng để phân tích nhiều mẫu đồng thời. Các thiết bị điện di mao mạch (CAE) với 16 hoặc 96 mao mạch được sử dụng cho các trình tự DNA mao mạch trung bình đến cao, và các đầu vào của mao mạch được bố trí không gian để chấp nhận các mẫu trực tiếp từ các miếng 96-foot chuẩn SBS. Một số khía cạnh của thiết bị (như phát hiện) nhất thiết phải phức tạp hơn so với hệ thống mao mạch đơn, nhưng các nguyên tắc cơ bản của thiết kế và vận hành cũng tương tự như trong hình 1.