Nano Chromatography and Capillary Electrophoresis pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ali, Imran/ Aboul-Enein, Hassan Y./ Gupta, Vinod K.

出品人:

页数:270

译者:

出版时间:2009-3

价格:723.00元

装帧:

isbn号码:9780470178515

丛书系列:

图书标签:

• 纳米色谱
• 毛细管电泳
• 分离科学
• 分析化学
• 生物分析
• 微流控
• 化学分析
• 仪器分析
• 生物技术
• 蛋白质组学

《分离技术的基石：微尺度分析的原理与实践》 本书深入探讨了当今科学研究与分析检测领域中至关重要的两大分离技术——纳米色谱与毛细管电泳。这两项技术以其卓越的分辨能力、极低的样品消耗量以及对复杂混合物的高效处理能力，已成为生命科学、药物研发、环境监测、食品安全以及法医鉴定等众多学科不可或缺的分析工具。本书旨在为相关领域的科研人员、技术工程师、研究生以及对先进分离技术感兴趣的读者提供一个全面、系统且深入的学习平台。 第一部分：纳米色谱——微观世界的精准分离 纳米色谱，顾名思义，是将传统色谱分离的尺度推向纳米级别。它在保留色谱技术核心分离原理的基础上，通过对色谱柱的精细制造、流动相的精确控制以及检测器的微型化，实现了对微量乃至痕量物质的超高灵敏度和高分辨率分离。 第一章：纳米色谱的起源与发展 本章将追溯色谱技术的发展历程，重点介绍从宏观到微观的尺度演变，以及纳米色谱作为这一趋势的必然产物所产生的背景。我们将探讨推动纳米色谱发展的关键技术突破，例如微纳加工技术、新型固定相的开发以及超高灵敏度检测技术的进步。同时，也将概述纳米色谱在不同应用领域的研究现状与未来发展趋势。 第二章：纳米色谱的理论基础 本章将系统阐述支持纳米色谱分离的理论。我们将回顾经典液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）的理论，例如塔板理论、范德华作用、分配系数、流速分布等，并在此基础上，重点分析这些理论在纳米尺度下的修正与拓展。特别会讨论由于通道尺寸的减小，流体动力学效应、表面吸附效应以及传质过程的特殊性对分离效率的影响。我们将深入探讨这些微观因素如何决定了纳米色谱的分辨能力和分析速度。 第三章：纳米色谱的仪器组成与工作原理 本章将详细介绍纳米色谱仪器的关键组成部分。这包括： 微型化泵系统： 能够提供极其稳定的微升甚至纳升级别的流速，确保分离的重现性和精密度。我们将讨论不同类型微型泵（如微型隔膜泵、微型注射泵、微流控泵）的优缺点及适用性。 微型进样器： 实现对极少量样品的高精度注入，避免样品在引入过程中的损失和扩散。 纳米色谱柱： 这是纳米色谱的核心。我们将详细介绍不同类型的纳米色谱柱，包括： 微型反相色谱柱（µ-RP-HPLC）： 探讨固定相的粒径、孔径、键合相种类以及柱填料的排布方式如何影响分离。 微型正相色谱柱（µ-NP-HPLC）： 介绍其在分离极性化合物中的应用。 微型离子交换色谱柱（µ-IEC）： 探讨其在分离带电物质方面的优势。 微型尺寸排阻色谱柱（µ-SEC）： 分析其在分子量测定和生物大分子分离中的应用。 整体式微流控色谱柱： 介绍其在集成化和易用性方面的特点。 多维纳米色谱系统： 探讨如何通过串联不同分离模式的纳米色谱柱，实现更复杂样品的全面分离。 微型检测器： 针对纳米尺度流速和体积优化的高灵敏度检测器，如微型紫外-可见吸收检测器（µ-UV-Vis）、微型荧光检测器（µ-FL）、微型蒸发光散射检测器（µ-ELSD）、微型质谱联用技术（µ-LC-MS）等，并详细讲解其工作原理及在纳米色谱中的优势。 第四章：纳米色谱的固定相与流动相选择 本章将深入探讨纳米色谱中固定相和流动相的选择策略。 固定相： 我们将详细介绍各种新型纳米固定相材料，包括超小颗粒硅胶、多孔碳材料、聚合物基质以及功能化纳米粒子等。分析这些材料的表面性质（如表面积、孔隙结构、疏水性/亲水性、表面电荷）如何影响分离性能。 流动相： 讨论在纳米尺度下流动相的选择原则，例如溶剂的极性、pH值、离子强度、添加剂等对保留时间、分离度和灵敏度的影响。重点介绍如何优化流动相组成以达到最佳分离效果，以及流动相的纯度对分析结果的重要性。 第五章：纳米色谱的应用实例 本章将展示纳米色谱在各个领域的实际应用。 生命科学： 蛋白质组学、代谢组学、多肽分析、药物代谢研究、生物标志物发现等。 药物研发： 药物纯度检测、杂质分析、药物稳定性研究、药代动力学研究等。 环境监测： 微量污染物（如农药残留、持久性有机污染物、环境激素）的检测。 食品安全： 食品添加剂、过敏原、天然毒素、非法添加物的分析。 法医鉴定： 痕量毒物分析、DNA片段分析前处理等。 材料科学： 高分子材料的分析、纳米材料的表征等。 第二部分：毛细管电泳——高分辨电荷驱动的分离 毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）是一种基于不同物质在电场作用下具有不同迁移速率的原理进行分离的技术。它在极小的毛细管内进行，具有极高的柱效、极快的分析速度和极低的样品消耗量，是分离 charged species 的有力工具。 第六章：毛细管电泳的理论基础 本章将详细阐述毛细管电泳的基本理论。我们将深入探讨： 电场迁移（Electrophoretic Mobility, µep）： 解释带电粒子在电场中的运动速率，以及它如何受粒子电荷、大小、形状以及周围介质粘度的影响。 液体流动（Fluid Flow）： 重点分析毛细管电泳中主要的液体流动——电渗流（Electroosmotic Flow, EOF）。解释 EOF 的产生机制（双电层模型），以及它对样品迁移和分离的影响。我们将探讨如何通过调整缓冲液的 pH 值、离子强度、添加剂以及毛细管内壁的表面处理来控制和优化 EOF。 迁移时间（Migration Time）： 介绍如何计算和解释不同组分的迁移时间，以及它与电场迁移和液体流动的关系。 分离度（Resolution）： 分析影响分离度的关键因素，包括电场迁移差异、EOF 的均匀性、扩散（Diffusion）和传质（Mass Transfer）效应。 柱效（Plate Number, N）： 解释在毛细管电泳中柱效的定义和影响因素，并与其他分离技术进行比较。 第七章：毛细管电泳的仪器组成与工作原理 本章将详细介绍毛细管电泳仪器的主要组成部分。 高压电源： 提供稳定可调的直流高电压，是驱动分离的关键。 毛细管： 介绍不同材质（如石英、玻璃、聚合物）和内径、长度的毛细管对分离性能的影响。探讨内壁表面处理技术（如聚合物涂层、表面改性）如何抑制吸附和控制 EOF。 进样系统： 介绍常见的进样方式，如电迁移进样（hydrodynamic injection）、气压进样（hydrodynamic injection）和电动力进样（electrokinetic injection），并分析其对样品注入量和重现性的影响。 检测器： 常见的检测器包括紫外-可见吸收检测器（UV-Vis）、荧光检测器（FL）、质谱联用（CE-MS）、电导检测器（Conductivity detector）等，并将详细介绍其工作原理及在 CE 中的应用。 温控系统： 解释温度对载流子电导率、粘度以及分子扩散的影响，并强调温控的重要性。 第八章：毛细管电泳的电泳模式 本章将介绍毛细管电泳的几种主要电泳模式，并分析其各自的特点和应用范围。 区带电泳（Capillary Zone Electrophoresis, CZE）： 这是最基本和最广泛应用的模式，用于分离不同电荷和大小的带电物质。 胶束电动色谱（Micellar Electrokinetic Chromatography, MEKC）： 介绍如何使用表面活性剂形成胶束，从而实现对中性分子的分离。MEKC 是一种强大的分离中性化合物的 CE 模式。 毛细管凝胶电泳（Capillary Gel Electrophoresis, CGE）： 探讨在毛细管中填充聚合物凝胶，实现基于分子大小的分离，常用于DNA、RNA和蛋白质的分离。 毛细管等电聚焦（Capillary Isoelectric Focusing, cIEF）： 介绍其利用物质的等电点（pI）进行分离的原理，适用于蛋白质和多肽的分析。 毛细管电迁移（Capillary Isotachophoresis, cITP）： 解释其利用前导离子和终点离子的电迁移率差异进行分离，能够实现预浓缩和痕量分析。 第九章：毛细管电泳的缓冲液与添加剂 本章将深入探讨缓冲液和各种添加剂在毛细管电泳中的作用。 缓冲液： 详细介绍缓冲液的选择原则，包括 pH 值、离子强度、缓冲物质的种类（如磷酸盐、硼酸盐、Tris、HEPES）对 EOF、电荷状态和分离度的影响。 添加剂： 讨论各类添加剂的作用，如： 表面活性剂： 在 MEKC 中形成胶束。 手性选择剂： 用于拆分手性化合物。 添加剂（如尿素、胍盐）： 改变溶质的溶解度和构象。 内标物： 用于定量分析和校准。 掩蔽剂： 减少金属离子干扰。 第十章：毛细管电泳的应用实例 本章将展示毛细管电泳在不同领域的广泛应用。 生命科学： 蛋白质鉴定与定量、核酸（DNA、RNA）分析、氨基酸分析、肽图分析、药物基因组学。 药物分析： 药物的定性定量分析、药物的质量控制、药物的代谢产物研究、手性药物的拆分。 生物技术： 基因测序、蛋白质组学研究、生物标记物筛选。 食品与环境： 食物成分分析（如维生素、有机酸）、农药残留检测、水质分析。 法医科学： DNA分型、毒品分析、爆炸物痕迹分析。 第三部分：联用技术与未来展望 第十一章：纳米色谱与毛细管电泳的联用技术 本章将重点介绍纳米色谱与毛细管电泳的耦合技术，例如： LC-CE 联用： 探讨如何将色谱的预分离能力与电泳的高效分离能力结合，实现对复杂混合物的更全面、更精细的分析。 CE-MS 联用： 详细介绍 CE-MS 在高灵敏度和高选择性分析中的优势，尤其适用于蛋白质组学和代谢组学研究。 LC-CE-MS 联用： 介绍这种三维联用技术在处理极复杂样品时所能达到的更高分离能力。 第十二章：纳米色谱与毛细管电泳的未来发展趋势 本章将展望纳米色谱和毛细管电泳未来的发展方向，包括： 集成化与微流控化： 发展更紧凑、更便携的集成化分析平台。 高通量分析： 提高分析速度和并行处理能力，满足大数据时代的需求。 新型分离材料与检测技术： 开发更高选择性、更高灵敏度的固定相和检测器。 大数据与人工智能在分离科学中的应用： 利用先进的计算方法优化分离方法、处理和解读分析数据。 跨学科应用拓展： 探索在更多新兴领域（如精准医疗、合成生物学、新能源材料）中的应用潜力。 本书的撰写力求深入浅出，理论与实践相结合，辅以丰富的图表和实际案例，旨在帮助读者构建扎实的理论基础，掌握实际操作技巧，并启发其在各自的研究领域中创新应用。希望本书能成为读者在微尺度分析领域探索与创新的宝贵指南。

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