2) анионы перемещаются в направлении, противоположном направлению (+)
3) анионы и катионы перемещаются в направлении, совпадающем с направлением
4) катионы перемещаются в направлении, противоположном направлению
Правильным является вариант, согласно которому анионы перемещаются в направлении, противоположном электроосмотическому потоку. В капилляре из плавленого кварца силанольные группы внутренней поверхности при рабочем pH приобретают отрицательный заряд. У стенки формируется электрический двойной слой, а движение его подвижных катионов в электрическом поле увлекает растворитель; возникающий объемный поток обычно направлен к катоду.
Электрофоретическая миграция ионов определяется их собственным зарядом: катионы движутся к катоду и обычно перемещаются в ту же сторону, что и электроосмотический поток, а анионы — к аноду, то есть в противоположном направлении. Фактическое перемещение частицы представляет собой сумму электрофоретической и электроосмотической скоростей: v = (μэф + μэос)E. Поэтому при достаточно сильном электроосмотическом потоке анионы могут двигаться к катоду вместе с потоком жидкости, но медленнее катионов; различие скоростей и обеспечивает разделение веществ.
Именно противоположность направлений электрофоретической миграции анионов и электроосмоса является важным принципом капиллярного электрофореза. Нейтральные частицы не имеют собственной электрофоретической подвижности и переносятся только электроосмотическим потоком. Изменяя pH, ионную силу буфера, материал капилляра и напряжённость поля, регулируют величину электроосмотической и электрофоретической составляющих, а значит, время миграции и эффективность разделения.
| Компонент системы | Собственная электрофоретическая миграция | Направление относительно ЭОП | Поведение при катодном детектировании |
|---|---|---|---|
| Катионы | К катоду | Совпадает с ЭОП | Обычно достигают детектора первыми |
| Анионы | К аноду | Противоположно ЭОП | Достигают детектора, если скорость ЭОП превышает их электрофоретическую скорость |
| Нейтральные молекулы | Отсутствует | Перемещаются вместе с ЭОП | Мигрируют с потоком растворителя |
| Сильный ЭОП | Не изменяет знак заряда аналита | Преобладает над электрофоретическим движением анионов | Катионы и часть анионов движутся к катоду |
| Слабый ЭОП | Электрофоретическая составляющая становится определяющей | Анионы могут двигаться к аноду | Анионы могут не достигать катодного детектора |
| Изменение pH буфера | Влияет на заряд стенки и аналитов | Изменяет величину μэос и μэф | Меняет селективность и порядок миграции |
Капиллярный электрофорез основан на совместном действии электроосмоса и электрофореза, а не только на движении жидкости в капилляре. Направление и скорость миграции зависят от знака заряда частицы и соотношения подвижностей. Для анионов противоположность электрофоретического движения электроосмотическому потоку является ключевым диагностическим признаком механизма разделения. Контроль этих параметров позволяет одновременно анализировать катионы, анионы и нейтральные соединения.