Capillarelektrophorese

Capillarelektrophorese (CE) ist ein elektrokinetisches Trennverfahren, das geladene Moleküle in dünnen Kapillaren durch ein angelegtes elektrisches Feld trennt. Die Trennung beruht auf den unterschiedlichen elektrokinetischen Mobilitäten der Substanzen; zusätzlich beeinflusst die elektroosmotische Flussbewegung (EOF) die Nettobewegung der Probenmoleküle. CE zeichnet sich durch hohe Trenneffizienz bei sehr kleinem Probenvolumen aus.

Instrumentation umfasst üblicherweise einen aus fused-silica bestehenden Kapillaren, eine Hochspannungsversorgung, Pufferlösungen, Injektionseinrichtungen (hydrodynamisch oder elektrokinetisch) und Detektionssysteme. Zur Kontrolle von Temperatur und Joule-Heizung sind Temperaturregelung und meist geschlossene Systeme üblich. Detektionsmethoden reichen von UV/Vis-Detektion über Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF) bis hin zur Kopplung mit Massenspektrometrie (CE-MS).

Modi der Capillarelektrophorese umfassen unter anderem Capillary Zone Electrophoresis (CZE), MEKC (micellar electrokinetic chromatography) zur Trennung unpolarer oder neutraler Verbindungen durch Mizellen, sowie Capillary Gel Electrophoresis (CGE) für macromolekulare Trennungen nach Größe. Es gibt weitere Varianten wie CE-MS oder CE-UV, die spezifische Anforderungen erfüllen.

Detektion: UV-Detektion im niedrigen Wellenlängenbereich ist weit verbreitet; LIF ermöglicht hohe Empfindlichkeit bei markierten Proben; CE-MS erlaubt qualitative und quantitative Analysen mit Masseninformationen.

Anwendungen finden sich in Chemie, Biochemie, Umweltanalytik, Klinischer Analytik, Pharmakologie und Lebensmittelchemie. Typische Zielsubstanzen sind Ionen, Aminosäuren, Peptide, Nukleinsäuren, Arzneimittel und Umweltchemikalien. Zu den Vorteilen zählen geringe Probenmengen, schnelle Analysen und gute Trennauflösungen; Einschränkungen ergeben sich aus begrenzter Empfindlichkeit ohne empfindliche Detektoren, Abhängigkeit von der Kompatibilität der Puffersysteme und der Bedarf an Kapillar- und Detektionspflege.