OSN-SAbstraktOSN-E

Analytická kapilární izotachoforéza je elektromigrační separační technika umožňující analýzu ionogenních látek v roztocích. Vzorek je dávkován na rozhraní dvou elektrolytů o rozdílných pohyblivostech iontů. Směs se dělí při konstantním proudu v gradientu vysokého napětí. Po rozdělení směsi do jednotlivých zón jsou tyto zóny sevřeny mezi vedoucím a zakončujícím elektrolytem, nevzdalují se od sebe a až k místu detekce se pohybují stále stejnou rychlostí (izo-, tacho-). Metoda je užívána jako jeden z módů HPCE.

OSN-SSouvisející informaceOSN-E

· Elektroforéza

· Elektroforéza: vysokoúčinná kapilární

OSN-STextOSN-E

Text je členěn do odstavců:

A. Elektroforéza a izotachoforéza

B. Teoretické podklady izotachoforézy

C. Samozaostřující efekt

A. Elektroforéza a izotachoforéza

Společné znaky:

- separace směsi ionogenních látek v roztoku na samostatné zóny jednotlivých látek průchodem elektrického proudu

Rozdílné znaky:

Elektroforéza - konstantní napětí, gradient proudu,

- vzorek migruje v prostředí jednoho základního elektrolytu (konstantní homogenní elektrické pole),

- zóny migrují konstantní, ale každá svou rychlostí a postupně se od sebe vzdalují,

- zónová rozhraní nejsou ostrá, rozmývají se vlivem difúze,

- migrace látek na obě strany od startu a současná separace kationtů i aniontů.

Izotachoforéza - vzorek je umístěn mezi dva elektrolyty (vedoucí a koncový) lišící se v mobilitě iontů

jednotlivých elektrolytů, vedoucí elektrolyt obsahuje nejpohyblivější a zakončující elektrolyt nejpomalejší iont v předpokládané separované soustavě,

- separace probíhá za konstantního proudu v gradientu napětí,

- každá zóna obsahuje kromě protiiontu pouze ionty jediné látky,

- všechny zóny migrují stejnou rychlostí, stýkají se ostrými rozhraními a postupem času se nevzdalují ani nerozmývají,

- dochází k separaci pouze složek migrujících jedním směrem (kationty nebo jen anionty).

B. Teoretické podklady izotachoforézy (ITP)

Migrace nabitých částic probíhá v elektrickém poli - konstantní proud, vysoké napětí.

Vzorek je umístěn mezi dva pomocné elektrolyty o pH 2 - 10: vedoucí elektrolyt (LE) a koncový elektrolyt (TE). K migraci dochází u sloučenin, které jsou v daném prostředí alespoň částečně ionizovány, dochází k postupné separaci iontů podle jejich efektivních pohyblivostí, po úplném oddělení dojde k ustavení tzv. "ustáleného stavu", který je charakterizován tím, že jednotlivé látky jsou rozděleny do samostatných ostře oddělených zón na sebe přímo navazujících. Po docílení "ustáleného stavu" se všechny zóny pohybují stále stejnou rychlostí (izo-tacho), v každé zóně jsou přítomny ionty jedné látky společně s tzv. protiionty (ionty opačné polarity procházející kapilárou protichůdně k iontům vzorku, tedy z LE do TE).

Koncentrace látky v ITP zóně je vyjádřena vztahem odvozeným z KEY-SKohlrauschovy regulační funkceKEY-E

u_X u_L + u_R

c_X = c_L ´ ---------- ´ -----------

u_X + u_R u_L

kde: c_L - molární koncentrace vedoucího iontu,

u_L - elektroforetická pohyblivost vedoucího iontu,

u_R - elektroforetická pohyblivost protiiontu,

u_X - elektroforetická pohyblivost látky X,

c_X - koncentrace hledané složky v zóně.

Ze vztahu plyne:

a) koncentrace látky X je přímo úměrná koncentraci vedoucího elektrolytu,

b) koncentrace látky X je funkcí pohyblivosti přítomných iontů,

c) při analýzách s neměnnou koncentrací vedoucího elektrolytu jsou koncentrace látek ve svých izotachoforetických zónách stále stejné bez ohledu na jejich původní koncentrace ve vzorku, tato tzv. adjustace koncentrací umožňuje použít délku zóny jako kvantitativního údaje.

C. Samozaostřující efekt

Rychlost pohybu nabitých částic v roztoku (v) vlivem elektrického pole je v daném místě roztoku daná součinem intenzity elektrického pole (E) v tomto místě a elektroforetické pohyblivosti částice (u). Pro ion L⁺ tedy platí:

v = u_L * E_L, (u_L > u_X)

Vnikne-li ion L⁺ do zóny látky X, zvýší se jeho rychlost: v = u_L * E_X a takto urychlený ion L⁺ se vrátí zpět do své zóny. Obdobně rychlost iontu X⁺: v = u_X * E_X se v zóně látky L sníží na hodnotu: v = u_X * E_L, ion se zpomalí a vrátí se do své zóny.

Izotachoforetické zóny jsou na konci separační kapiláry detekovány. Dochází-li k detekci vodivostním detektorem, pak je zaznamenán schodovitý zápis lineární odezvy detektoru a její derivace. Umístění zóny, tj. relativní výška zóny, poskytuje informace kvalitativní a délka zóny je údajem kvantitativním.

V současné době je ITP využívána jako jeden z nastavitelných modů vysokoúčinné kapilární elektroforézy (HPCE). V podmínkách HPCE se ITP využívá rovněž pro zakoncentrovávání vzorků před vlastní elektroforézou, detekce bývá poté zpravidla fotometrická.

Pomocí ITP analýzy lze dělit všechny elektricky nabité látky s vhodným poměrem mezi relativní molekulovou hmotností a efektivním nábojem, tento poměr by neměl přesáhnout hodnoty 3000. Látka musí být v použitém a pro ITP použitelném rozpouštědle rozpustná a chemicky stabilní. ITP technika umožňuje dělit i složité směsi iontů organické a anorganické povahy vedle sebe, lze používat dvoukolonových aparatur.

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

Jaroslava Vávrová