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毛細管的電泳與毛細現象
  • 釋出日期✘↟╃:2022-08-31      瀏覽次數✘↟╃:317
    • 凡內徑很細的管子叫“毛細管"✘↟。通常指的是內徑等於或小於1毫米的細管◕✘│☁,因管徑有的細如毛髮故稱毛細管✘↟。應用在醫學上◕✘│☁,建築材料上✘↟。

      毛細管電泳

      毛細管電泳(capillary electrophoresis◕✘│☁,CE)又稱高效毛細管電泳(high performance capillary electrophoresis◕✘│☁,HPCE)◕✘│☁,是一類以毛細管為分離通道▩·↟◕、以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離技術✘↟。毛細管電泳實際上包含電泳▩·↟◕、色譜及其交叉內容◕✘│☁,它使分析化學得以從微升水平進入納升水平◕✘│☁,並使單細胞分析◕✘│☁,乃至單分子分析成為可能✘↟。長期困擾我們的生物大分子如蛋白質的分離分析也因此有了新的轉機✘↟。

      毛細管電泳通常使用內徑為25-100 μm 的彈性(聚醯亞胺)塗層熔融石英管✘↟。標準毛細管的外徑為375 μm◕✘│☁,有些管的外徑為160 μm✘↟。毛細管的特點是✘↟╃:容積小(一根100 cm×75 μm 管子的容積僅4.4 μL);側面/截面積比大◕✘│☁,因而散熱快▩·↟◕、可承受高電場(100-1000 V/cm);可使用自由溶液▩·↟◕、凝膠等為支援介質;在溶液介質下能產生平面形狀的電滲流✘↟。
      由此◕✘│☁,可使毛細管電泳具備如下優點✘↟╃:
      (1)高效塔板數目在105-106片/m 間◕✘│☁,當採用CGE 時毛細管電泳色譜圖◕✘│☁,塔板數目可達107片/m 以上;
      (2)快速一般在十幾分鍾內完成分離;
      (3)微量進樣所需的樣品體積為nL級;
      (4)多模式可根據需要選用不同的分離模式且僅需一臺儀器;
      (5)經濟實驗消耗不過幾毫升緩衝溶液◕✘│☁,維持費用很低;
      (6)自動CE 是自動化程度較高的分離方法✘↟。
      毛細管電泳的缺點是✘↟╃:
      (1) 由於進樣量少◕✘│☁,因而製備能力差;
      (2) 由於毛細管直徑小◕✘│☁,使光路太短◕✘│☁,用一些檢測方法(如紫外吸收光譜法)時◕✘│☁,靈敏度較低;

      (3)電滲會因樣品組成而變化◕✘│☁,進而影響分離重現性✘↟。

      毛細現象

      定義✘↟╃:當含有細微縫隙的物體與液體接觸時◕✘│☁,在浸潤情況下液體沿縫隙上升或滲入◕✘│☁,在不浸潤情況下液體沿縫隙下降的現象✘↟。在浸潤情況下◕✘│☁,縫隙越細◕✘│☁,液體上升越高✘↟。 就是指液體在細管狀物體的內側因為內聚力以及附著力的差異◕✘│☁,克服地心引力而向上升✘↟。

      介紹
      毛細現象(又稱毛細管作用)◕✘│☁,是指液體在細管狀物體內側◕✘│☁,由於內聚力與附著力的差異◕✘│☁,克服地心引力而上升或下降的現象✘↟。
      含有細微孔隙的物體與液體接觸時◕✘│☁,使該液體沿孔隙上升或下降的現象✘↟。當液體和固體(管壁)之間的附著力大於液體本身內聚力時◕✘│☁,就會產生毛細現象(上升);反之◕✘│☁,當液體和固體(管壁)之間的附著力小於液體本身內聚力時◕✘│☁,就會產生毛細現象(下降)✘↟。液體在垂直的細管中時液麵呈凹或凸狀▩·↟◕、以及多孔材質物體能吸收液體皆為此現象所致✘↟。毛細管作用的出現是由於水具有黏性 — 水分子互相黏著附在其他物體上的特性◕✘│☁,這些物體可以是玻璃▩·↟◕、布▩·↟◕、器官組織或土壤✘↟。而水銀因其原子之間的內聚力極.強◕✘│☁,所以發生毛細現象(下降)✘↟。
      越細的毛細管吸水所受的氣壓影響越不明顯◕✘│☁,所以越細的毛細管在垂直於水面的情況下吸水程度越強✘↟。 

      影響因素

      紙本身的吸水力◕✘│☁,紙的大小▩·↟◕、形狀和水的高低都會影響到毛細現象的進行◕✘│☁,而產生許多不同的結果✘↟。而且水的溫度也會影響到毛細現象的進行✘↟。水溫越高◕✘│☁,水的上升變越快◕✘│☁,反之◕✘│☁,則越慢✘↟。因此液體本身的特性也是影響毛細現象的主要原因✘↟。而且水溫的升高會產生大量的水蒸氣◕✘│☁,因此◕✘│☁,水蒸氣也會使毛細現象加速進行✘↟。另外當液體分子的內聚力小於其與紙張(或其他物質)之間的吸引力時也會產生毛細現象(上升)✘↟。不同的液體或紙張◕✘│☁,其毛細現象就有程度上的差異✘↟。如水銀因其原子之間的內聚力極.強◕✘│☁,所以發生毛細現象(下降)✘↟。

      常見例子

      植物根部吸收的水分能夠經由莖內維管束上升✘↟。
      把一張紙巾浸入一杯水中◕✘│☁,水就會爬上紙巾◕✘│☁,直到它無法克服地球的重力(地心引力)為止✘↟。由於水具有黏性◕✘│☁,所以當你杯中的水濺到桌面上時◕✘│☁,它不會流到地上◕✘│☁,而是在桌面形成一個弧狀的小水點✘↟。
      生產應用
      毛細管作用雖然對於植物的吸水有極大的幫助◕✘│☁,但是在農業生產中毛細現象也會對農業生產的有負面影響✘↟。土壤裡有很多毛細管◕✘│☁,地下的水分經常沿著這些毛細管上升到地面上來✘↟。如果要儲存地下的水分◕✘│☁,就應當鋤松地面的土壤◕✘│☁,破壞土壤表層的毛細管◕✘│☁,以減少水分的蒸發✘↟。
      建築房屋的時候◕✘│☁,在砸實的地基中毛細管又多又細◕✘│☁,它們會把土壤中的水分引上來◕✘│☁,使得室內潮溼✘↟。建房時在地基上面鋪油氈◕✘│☁,就是為了防止毛細現象造成的潮溼✘↟。 




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