Dòng EOF di chuyển từ cực dƣơng sang cực âm, dƣới tác dụng của điện trƣờng, các cation di chuyển cùng chiều với dịng EOF do đó di chuyển nhanh hơn, ngƣợc lại các anion di chuyển ngƣợc chiều với dịng EOF do đó di chuyển chậm hơn cịn các phần tử trung hịa khơng chịu tác động của điện trƣờng nên di chuyển cùng tốc độ với dịng EOF.
Hình 1.4 Ảnh hưởng của dịng EOF đến tốc độ của các ion trong quá trình điện di
Do vậy, để có đƣợc hiệu quả tách cao cần thiết phải tìm đƣợc điều kiện tối ƣu và/hoặc sử dụng các biện pháp kiểm tra và khống chế (nhƣ thêm các chất hoạt hóa, thay đổi bề mặt mao quản,…) sao cho dịng EOF có cƣờng độ phù hợp với chất phân tích trong điều kiện nghiên cứu cụ thể.
1.6.2. Dung dịch đệm pH và pha động trong phương pháp điện di mao quản
Dung dịch đệm quyết định độ linh động điện di của các chất phân tích. Do yếu tố pH, loại dung dịch đệm mà trong đó, các ion và phân tử axit hay bazơ trong thành phần của dung dịch đệm góp phần tạo nên lực ion của chúng. Hơn nữa, chúng cũng ảnh hƣởng đến độ tan, tốc độ phản ứng của các chất [1, 5].
Bảng 1.2. Các chất thường dùng làm pha động trong CE và giá trị pK của chúng
Tên chất Giá trị pK Tên chất Giá trị pK
Formate 3,75 Tricin 8,05 Acetate 4,76 Bicin 8,25 Citrate 3,12; 4,76; 6,40 Tris 8,30 MES 6,13 TAPS 8,40 ACES 6,75 Borat 9,14 MOPSO 6,79 CHES 9,55 BES 7,16 CAPS 10,40 MOPS 7,20 Phosphate 2,14; 7,10; 13,30 DIPSO 7,50 Histidine 1,78; 5,97; 8,97 HEPFS 7,51 Lysine 2,20; 8,90; 10,28 HEPPSO 7,9 Arginine 2,18; 9,09; 13,20
1.6.3. Nguồn điện thế cao
Quá trình điện di trong mao quản chỉ xảy ra khi có nguồn thế V một chiều nhất định đặt vào hai đầu mao quản. Thế V này tạo ra lực điện trƣờng E và dòng điện I trong mao quản, nó điều khiển và duy trì sự điện di của các chất.
Trong điện di mao quản, điện thế V một chiều thƣờng đƣợc dùng để đặt vào hai đầu mao quản là từ 15 - 40 kV/1m, hay là từ 150 – 550 V/1cm mao quản. Tuy nhiên, thế V đƣợc dùng phải làm sao không cho dòng điện I quá lớn trong mao quản, dòng điện I này chỉ nên nằm trong vùng từ 10 – 75 µA. Việc chọn điện thế V là bao nhiêu tùy thuộc vào bản chất của chất phân tích, chất nền của mẫu, giá trị pH của pha động điện di,… [1].
1.6.4. Kỹ thuật bơm mẫu trong phương pháp điện di mao quản
Trong điện di mao quản có ba phƣơng pháp thƣờng dùng nạp mẫu phân tích vào trong mao quản, bao gồm:
Phƣơng pháp thủy động lực học theo kiểu xiphông
Phƣơng pháp điện động học
Hình 1.5 Các kĩ thuật bơm mẫu trong phương pháp điện di mao quản
* Kĩ thuật bơm mẫu kiểu thuỷ động học kiểu xiphông
Trong kĩ thuật này, mẫu đƣợc bơm vào mao quản nhờ áp lực (hình 1.5 A, B). Khi đó, lƣợng mẫu bơm vào trong mao quản phụ thuộc vào áp lực sử dụng (áp suất, lực hút chân không hoặc chiều cao bơm mẫu) và thời gian bơm mẫu. Trong đó bơm mẫu theo nguyên lý xiphơng (hình 1.5B): mẫu đƣợc dẫn vào mao quản nhờ chênh lệch độ cao giữa vị trí đặt lọ mẫu và vị trí đặt lọ đựng dung dịch đệm. Đây là giải pháp bơm mẫu đơn giản nhất, và đƣợc sử dụng cho các hệ điện di mao quản xách tay vận hành thủ công.
* Kĩ thuật bơm mẫu kiểu điện động học
Kĩ thuật này sử dụng lực điện khi áp thế cao (5 - 10 kV trong vài giây) để bơm mẫu vào mao quản (Hình 1.5 C). Phƣơng pháp bơm mẫu này cho kết quả các pic phân tách có độ sắc nét cao. Tuy nhiên phƣơng pháp này có nhƣợc điểm rất lớn là diện tích pic (dùng để định lƣợng) có độ lặp lại thấp với các nền mẫu khác nhau, do đó thƣờng chỉ dùng để định tính [1, 2].
1.7. Phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc (CE - C4D) (CE - C4D)
Trong phƣơng pháp điện di mao quản, detector đo độ dẫn là một trong những loại detector rất đƣợc chú ý, tuy có độ nhạy thấp hơn so với hai kĩ thuật điện hóa khác nhƣng lại có ƣu điểm là detector đa năng có thể dùng cho rất nhiều loại chất phân tích khác nhau. Detector này có thể thu nhỏ, thuận lợi khi kết hợp với các mao quản có đƣờng kính hẹp, thậm chí với các microchip mà khơng ảnh hƣởng đến độ nhạy và các tính chất khác của detector.
Giới thiệu chung
Cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc (C4D) với thiết kế hai điện cực đồng trục xuất hiện lần đầu trên thế giới vào năm 1998. Dựa trên thiết kế này, năm 2002 nhóm nghiên cứu của GS. Peter Hauser (khoa Hóa, trƣờng đại học Basel, Thụy Sỹ) đã phát triển thành cơng dịng sản phẩm C4D với nguồn điện thế kích thích xoay chiều cao (HV-C4D, 200V). Hãng điện tử eDAQ của Úc sau đó đã phối hợp cùng nhóm nghiên cứu của GS.Peter Hauser để phát triển dòng sản phẩm C4D thƣơng phẩm dựa trên nghiên cứu này [1].
Nguyên lý hoạt động C4D