利用毛細管電泳分離羥基苯甲酸 : 研究 pKa 值對分離的影響

利用毛細管電泳分離羥基苯甲酸: 研究 pKa 值對分離的影響指導老師 : 林萬寅教授郭家銘老師林似津老師研究學生 : 一年誠班 16 彭冠嘉一年誠班 20 楊陞

電泳簡介 • 電泳: 利用電壓分離分析物，由於各物質的遷移速率有差別，故電泳是分離物質的常用方法。利用電泳進行 DNA定序

毛細管電泳（Capillary electrophoresis）簡介 • 毛細管電泳: 在毛細管中進行電泳，因移動速率不同而達到分離不同分子的目的。內徑 :50 mm 使用長度 :50 cm

電泳-分子量對遷移速率影響

電泳-分子帶電量對遷移速率影響 + + + + + + + + 速率正比於帶電量/質量 + + + + + +

使用毛細管的優點: • 分離操作時間短 (最快幾秒內就完成) • 操作容易自動化 • 樣品使用量少,溶劑消耗少→汙染較少 • 分離效率高 • 表面積大, 散熱容易

毛細管電泳分離效率高 光源(UV):分析物吸收光，有吸收度可被偵測訊號較集中毛細管電泳管壁帶動 EOF(電滲透流) 壓力驅動 (一般是HPLC) 有可能和其他訊號重疊摩擦力或附著力壓力偵測器

電泳示意圖 電腦毛細管再到緩衝溶液去跑緩衝溶液可以提供穩定的ph值毛細管到樣品槽吸取樣品毛細管偵測器 ─ 樣品槽 + + 緩衝溶液緩衝溶液高壓電供應

毛細管內的遷移 帶負電之氫氧根離子帶正電之氫離子

b-CD的作用原理 有一些OH的官能基會有親水性 + = Analyte Cyclodextrin

羥基苯甲酸異構物 分子量：138 解離常數 2.97 4.48 pKa1 4.06 9.92 9.32 pKa2 間 meta- 對 para- 鄰 ortho- 水楊酸

pH值對解離的影響 A + B C+D 平衡常數 K = [C][D]/[A][B] HA↔H++A- Ka = [H+][A-]/[HA] -log [H+] – log [A-]/[HA] = -log Ka ⇒ pH- log [A-]/[HA] = pKa [A-] log [HA] - pKa = pH

- pKa pH = pH值對解離的影響 3-hydroxybenzoic acid 的 pKa1 = 4.06、pKa2 = 9.92 當 pH=6，則不帶電與帶一負電的離子比例約為 1 : 100 當pH=8，則不帶電與帶一負電的離子比例約為 1 : 10000 帶一負電與帶二負電的離子比例約為 100 : 1 當pH=10，則帶一負電與帶二負電的離子比例約為 1 : 1 當pH=12，則帶一負電與帶二負電的離子比例約為 1 : 100 [A-] log [HA]

Sample: 10 ppm mix o-, m-, p-hydroxybenzoic acid pH值的變化 Buffer: 10 mM phosphate, + 21 kV, 200 nm pka1 p 4.48 m 4.06 o 2.97 p pH m o 6 7 8 m p o pka2 m 9.92 p 9.32 9 10 11 12 - +

Sample: 10 ppm mix o-, m-, p-hydroxybenzoic acid β-CD的影響 Buffer: pH 9, 10 mM phosphate, + 21 kV, 200 nm [b-CD] p m o 0 mM 1 mM 2 mM m p o 3 mM 4 mM 5 mM - +

結論 1.我們發現改變 pH值會造成遷移速度的改變甚至是異構物之間遷移順序的改變 2.加入 b-CD 也會造成遷移順序的改變，這可能是因為不同異構物與 b-CD 作用力有差異所造成

心得:我學到的事

致謝本校化學林似津老師台大化學研究所郭家銘博士生台大化學系林萬寅教授

現在要先預祝大家…

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