キャピラリ電気泳動（CE） の技術

キャピラリ電気泳動（CE） の技術概要

キャピラリゾーン電気泳動 （CZE）
  CZE は、もっとも広く利用されている CE 技術で、アニオン性化合物とカチオン性化合物の両方を一度に分離する場合に使用されます。CZE では、アニオンとカチオンは異なる方向に泳動しますが、通常は溶質の泳動速度 (移動度) よりも電気浸透流　(EOF)　が大幅に大きくなるため、アニオンとカチオンはすべて陰極のほうへ流されます。一般的な分析では、泳動方向が EOF の方向と同じであることから、カチオンが最初に溶出します。次いで中性の溶質が溶出しますが、中性物質は泳動せず、EOF でのみ移動するため、分離はされません。EOF とは反対方向に泳動するアニオンが最後に溶出します。
   
キャピラリゲル電気泳動 （CGE）
  CGE は、従来のスラブゲル電気泳動の CE 版で、オリゴヌクレオチド、制限酵素消化したDNA断片、タンパク質などの生体高分子を、サイズをもとに分離する際に使用されます。架橋ポリアクリルアミド、アガロース、線状重合体の溶液など、ふるい状のマトリックスをキャピラリに充填して分離を行います。スラブゲル電気泳動と比べた場合のおもな利点としては、さまざまな種類や組成のゲルを選択可能なこと、オンライン検出、定量性能の向上、自動化などがあります。
   
キャピラリ等電点電気泳動 （CIEF）
  CIEF は、等電点 (pI) の違いをもとに、タンパク質をはじめとする生体分子を分離する際に使用されます。両性電解質とサンプルの混合物をキャピラリに充填し、pH グラジエントを形成して行います。陰極に塩基性溶液、陽極に酸性溶液を用いてキャピラリ全体に電場を適用すると、両性電解質とサンプルが泳動し、全体の電荷が中性 (pH=pI) になる位置まで移動します。pH が異なるゾーンに拡散すると電荷が生じ、それにより泳動が適切なゾーンへ戻るため、両性電解質とサンプルのゾーンがきわめて狭く保たれます。
   
ミセル動電クロマトグラフィ （MEKC）
  MEKC は、電荷を持つ溶質とともに中性物質も分離できる独特な CE 技術です。MEKC では、ミセルを形成するために、ランニングバッファにイオン性界面活性剤が添加されます。ミセルは 3 次元構造を持ち、内側は界面活性剤の疎水性部分、外側は電荷部分となっています。中性物質の分離には、溶質とミセルとの疎水性相互作用が利用されます。相互作用が強いほど、ミセルによる溶質の泳動が長くなります。MEKC の選択性は、界面活性剤の種類やバッファへの調整剤の追加により調節できます。
   
等速電気泳動 （ITP）
  ITP では、2 種類のバッファシステムを使用します。最初の電解液と後続の電解液にサンプルが挟まれ、それにより定常状態が生じ、移動度の大きい順に溶質ゾーンが泳動します。ITP のユニークな点は、すべての溶質ゾーンが同じ速度で移動することと、すべての溶質ゾーンが最初の電解液と同じ濃度をとることです。このうち、2 つ目の特性は、希釈溶液の分析で大きな効果を発揮します。サンプルをさまざまな程度で濃縮することが可能です。
   
キャピラリ電気クロマトグラフィ （CEC）
  CEC は、液体クロマトグラフィ (LC) とキャピラリ電気泳動を組み合わせたものです。CEC では、LC で使用するのと同じ固定相をキャピラリに充填します。電場を適用すると、充填されたカラム内で EOF により移動相が動きます。速度プロフィールが均一なので、ピーク拡散が最小限に抑えれられます。分離の選択性は、LC の場合と同じく、固定相と移動相の間の分配により決まります。この特性により、中性化合物をきわめて短い時間で効率よく分離することが可能になります。
 

CEC には、3 つの利点があります。

  • 類似する化合物の分離
  • 分析時間の短縮とスループットの向上
  • グラジエント HPLC メソッドに代わるアイソクラティック CEC の利用