38.在毛細管電泳法中,分析物之遷移主要依靠下列何者?①電荷泳動力(electrophoretic mobility) ②電滲透流(electro-osmotic flow) ③毛細現象
(A)①③
(B)僅③
(C)②③
(D)①②
統計: A(176), B(57), C(97), D(1526), E(0) #3818753
詳解 (共 3 筆)
答案
(D) ①②
? 核心解題關鍵:雙重動力的完美結合
在毛細管電泳(CE)中,分析物之所以能在小小的毛細管內往前奔跑,主要是靠以下這兩股「電驅動」的力量互相加成(或互相對抗):
① 電荷泳動力(Electrophoretic mobility, $\mu_{ep}$) $\rightarrow$ ⭕ 核心動力
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原理:這是藥物分子本身的物理特性。當你把帶電的分析物丟進高電壓的電場中,根據「同性相斥、異性相吸」的鐵律,帶正電的離子會瘋狂往負極跑,帶負電的離子會往正極跑(而中性分子則完全沒有這股拉力)。
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大小決定:分子的電荷越多、體積(水合半徑)越小,它游得就越快。
② 電滲透流(Electro-osmotic flow, EOF, $\mu_{eof}$) $\rightarrow$ ⭕ 核心動力(CE 的靈魂)
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原理:這是毛細管內部環境帶來的巨大推力。毛細管材質通常是石英(Silica),內壁佈滿了矽羥基($-\text{Si-OH}$)。當緩衝液 pH > 3 時,內壁會解離帶負電($-\text{Si-O}^-$),吸引緩衝液中的正離子在管壁形成「雙電層」。
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大泵浦畫面:當高電壓一下去,管壁這群巨量的正離子會集體排山倒海般地往「負極」狂奔,順便把管柱內所有的液體(不論正、負、中性分子)像活塞一樣,一股腦地全部往負極推過去。這股像強力水泵一樣的推力就叫電滲透流(EOF)。
❌ 為什麼 ③ 毛細現象(Capillarity)是錯的?
這題最大的陷阱就是 ③ 毛細現象!
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毛細現象的定義:是液體表面張力與管壁附著力產生的物理現象(例如:紙巾吸水、植物吸水、或血液自動吸進採血毛細管)。
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CE 的真實情況:毛細管電泳在分析時,管子兩端是浸泡在緩衝液瓶裡的,兩端液面完全平行,根本不靠毛細現象吸水。相反地,它是依靠高達 $10,000 \sim 30,000\text{ V}$ 的超高電壓來驅動上述的①與②。如果沒有通電,樣品在管子裡根本不會自己遷移。所以「毛細現象」只是名字長得像,在分析遷移上完全不著邊!
? 考場 CE 遷移速度($v$)黃金公式
上考場時,請直接記住這個 CE 遷移的加總概念,不論考觀念還是計算都能秒殺:
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分析物的總速度,就是「分子自己的游動力(①)」加上「環境背景的大水流推力(②)」,再乘以電場強度 $E$。
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因為通常 EOF(大水流)的速度遠大於分子自己游動的速度,所以不論正、負、中性分子,最後通通都會被大水流一併載往負極(偵測器端),達到「一網打盡」的分離效果!