모세관 전기영동 계측기는 일반적으로 몇 가지 핵심 구성 요소로 구성됩니다. 고전압 전원 공급 장치는 모세관 관의 각 끝에 있는 완충액 저장고에 있는 양극(양전하 전극)과 음전하 전극(음전하 전극)에 연결하여 분리에 필요한 전기장을 생성합니다. 이 시스템에는 표본 바이알, 분리 중에 표본 구성 요소가 이동하는 기계적 강도를 위해 폴리이미드로 코팅된 용융 실리카 모세관, 분리된 구성 요소를 분석하는 검출기가 포함됩니다.
표본을 모세관 관에 넣으면 이 과정이 시작됩니다. 이는 모세관의 한쪽 끝과 전극을 관련 완충액 저장고에서 분리하여 표본 바이알에 놓으면 달성됩니다. 표본 도입은 표본 바이알에 압력을 가하는 유체역학적 주입이나 전기장을 사용하여 표본을 모세관으로 밀어넣는 전기동력 주입을 통해 수행할 수 있습니다.
전도성 완충 용액이 들어 있는 모세관을 통해 전류가 흐르면 모세관 컬럼의 좁은 구경과 모세관 벽의 상대적 두께로 인해 줄 열이 발생합니다. 줄 열은 전류가 전도성 매체(이 경우 모세관 내부의 완충 용액)를 통과할 때 발생하는 열을 말합니다. 이는 Q = I²Rt 방정식으로 정의되는 열 형태의 에너지 소산과 직접 관련이 있습니다. 여기서 Q는 열 에너지(줄), I는 전류, R은 저항, t는 시간입니다. 모세관 전기영동에서 이 가열은 완충 용액의 점도를 변경하여 모세관 중앙의 용질이 벽 근처의 용질보다 더 빨리 이동하여 대역이 넓어지고 분리가 저하됩니다. 내경이 작은 모세관은 줄 열이 적게 발생하는 반면 외경이 큰 모세관은 열을 소산하는 데 더 효과적입니다.
표본 농도가 낮은 경우 스태킹 기술을 사용하여 검출 감도를 높일 수 있습니다. 이 방법은 완충 용액보다 이온 강도가 낮은 용액에 표본을 주입하여 표본 성분이 두 용액 사이의 계면에 농축되도록 하는 것을 포함합니다.
표본이 주입되면 완충 시스템에 고전압이 인가되어 대전된 종이 전기삼투 흐름을 통해 음극으로 이동합니다. 성분의 분리는 전기장 내에서의 전기영동 이동성에 따라 발생합니다.
흡수, 형광, 전도도 및 질량 분석과 같은 다양한 검출기가 모세관 전기영동에서 일반적으로 사용되어 분리된 성분을 검출하고 분석합니다.
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