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毛细管的电泳与毛细现象

发布时间:2022-10-28   点击次数:124次

凡内径很细的管子叫“毛细管"。通常指的是内径等于或小于1毫米的细管,因管径有的细如毛发故称毛细管。应用在医学上,建筑材料上。

毛细管电泳

毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)又称高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis,HPCE),是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳实际上包含电泳、色谱及其交叉内容,它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平,并使单细胞分析,乃至单分子分析成为可能。长期困扰我们的生物大分子如蛋白质的分离分析也因此有了新的转机。

毛细管电泳通常使用内径为25-100 μm 的弹性(聚酰亚胺)涂层熔融石英管。标准毛细管的外径为375 μm,有些管的外径为160 μm。毛细管的特点是:容积小(一根100 cm×75 μm 管子的容积仅4.4 μL);侧面/截面积比大,因而散热快、可承受高电场(100-1000 V/cm);可使用自由溶液、凝胶等为支持介质;在溶液介质下能产生平面形状的电渗流。
由此,可使毛细管电泳具备如下优点:
(1)高效塔板数目在105-106片/m 间,当采用CGE 时毛细管电泳色谱图,塔板数目可达107片/m 以上;
(2)快速一般在十几分钟内完成分离;
(3)微量进样所需的样品体积为nL级;
(4)多模式可根据需要选用不同的分离模式且仅需一台仪器;
(5)经济实验消耗不过几毫升缓冲溶液,维持费用很低;
(6)自动CE 是自动化程度较高的分离方法。
毛细管电泳的缺点是:
(1) 由于进样量少,因而制备能力差;
(2) 由于毛细管直径小,使光路太短,用一些检测方法(如紫外吸收光谱法)时,灵敏度较低;

(3)电渗会因样品组成而变化,进而影响分离重现性。

毛细现象

定义:当含有细微缝隙的物体与液体接触时,在浸润情况下液体沿缝隙上升或渗入,在不浸润情况下液体沿缝隙下降的现象。在浸润情况下,缝隙越细,液体上升越高。 就是指液体在细管状物体的内侧因为内聚力以及附着力的差异,克服地心引力而向上升。

介绍
毛细现象(又称毛细管作用),是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异,克服地心引力而上升或下降的现象。
含有细微孔隙的物体与液体接触时,使该液体沿孔隙上升或下降的现象。当液体和固体(管壁)之间的附着力大于液体本身内聚力时,就会产生毛细现象(上升);反之,当液体和固体(管壁)之间的附着力小于液体本身内聚力时,就会产生毛细现象(下降)。液体在垂直的细管中时液面呈凹或凸状、以及多孔材质物体能吸收液体皆为此现象所致。毛细管作用的出现是由于水具有黏性 — 水分子互相黏着附在其他物体上的特性,这些物体可以是玻璃、布、器官组织或土壤。而水银因其原子之间的内聚力极.强,所以发生毛细现象(下降)。
越细的毛细管吸水所受的气压影响越不明显,所以越细的毛细管在垂直于水面的情况下吸水程度越强。 

影响因素

纸本身的吸水力,纸的大小、形状和水的高低都会影响到毛细现象的进行,而产生许多不同的结果。而且水的温度也会影响到毛细现象的进行。水温越高,水的上升变越快,反之,则越慢。因此液体本身的特性也是影响毛细现象的主要原因。而且水温的升高会产生大量的水蒸气,因此,水蒸气也会使毛细现象加速进行。另外当液体分子的内聚力小于其与纸张(或其他物质)之间的吸引力时也会产生毛细现象(上升)。不同的液体或纸张,其毛细现象就有程度上的差异。如水银因其原子之间的内聚力极.强,所以发生毛细现象(下降)。

常见例子

植物根部吸收的水分能够经由茎内维管束上升。
把一张纸巾浸入一杯水中,水就会爬上纸巾,直到它无法克服地球的重力(地心引力)为止。由于水具有黏性,所以当你杯中的水溅到桌面上时,它不会流到地上,而是在桌面形成一个弧状的小水点。
生产应用
毛细管作用虽然对于植物的吸水有极大的帮助,但是在农业生产中毛细现象也会对农业生产的有负面影响。土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来。如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发。
建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿。建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿。 


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