低电渗流毛细管区带电泳分离芳香胺

利用低pH值（pH≤2.0）有效地抑制电渗流,建立起低电渗流毛细管区带电泳(CZE)体系,并分离了7种芳香胺。在此体系中,芳香胺质子化而带正电荷,故采用在毛细管阳极端进样,阴极端检测。实验考察了pH值、电解质浓度对分离的影响,结果发现,当pH＜p K a （p K a =14-p K b ）时,pH值的微小增大会导致芳香胺的迁移时间迅速延长;芳香胺的出峰次序与其p K b 值及分子中含有的胺基和酸性取代基的数目有关,分子中含胺基愈多,p K b 值愈小,出峰愈早;芳香胺含酸性取代基则使峰序滞后。     

应用四甲基氢氧化铵控制电渗流的毛细管电泳方法分离多沙唑嗪及其中间体的对映体

建立了毛细管电泳手性分离多沙唑嗪中间体对映体的方法,并同时分离了多沙唑嗪对映体。考察了不同种类季铵盐对电渗流及分离的影响,其中四甲基氢氧化铵(TMB)能有效控制电渗流并提高组分的分离度。实验还考察了其他因素,如pH值、分离电压和磷酸二氢钠浓度对分离的影响。所用的毛细管为40 cm(有效长度30 cm)×50 μm,缓冲液为12 mmol/L β-环糊精、30 mmol/L TMB、60 mmol/L 磷酸二氢钠(pH 2.2),分离电压为20 kV。在此条件下多沙唑嗪及其中间体的对映体均达到了基线分离。实验结果表明,一些用β-环糊精不能完全分离的对映体通过加入TMB控制电渗流能达到满意的分离效果。     

锥形纳米孔内的电压整流及流体流动

文章以生物纳米通道及纳米孔中的离子传输及化学反应为背景,以离子流整流、电渗流整流、离子积累耗散模型为理论基础,使用有限元数值计算方法研究压力及电场交互作用下的锥形纳米孔孔内离子浓度分布及速度场分布现象.分析了不同电压下压力和电场的交互作用对锥形纳米孔中速度场、流场及浓度分布的影响.结果表明纳米孔孔内氢离子运动方向主要受电场方向影响.由于静电吸附效应,沿着孔壁流动的电渗流中的氢离子浓度会高于体溶液中的氢离子浓度.当电压较小时,流场方向主要受压力流的影响,当电压较大时,流场流动方向由电渗流带动的流体流动和压力驱动的流体流动共同决定.      

微通道中电渗流及微混合的离子浓度效应

电渗流广泛应用于微流控芯片中的流体输运与混合.该文提出了一种离子浓度梯度对电渗流及微混合产生影响的变量模型,采用有限元分析方法对微通道中电渗流及微混合的离子浓度效应进行了数值模拟,分别讨论了zeta电势、介电常数等对微通道内流场和浓度场的影响规律,定量分析了微混合效率.结果表明,当zeta电势和介电常数随浓度变化时,微通道中流场分布不均匀,离子分布不对称.当溶液浓度趋近1 mol/L时,溶液基本无法进入微通道.微混合效率随溶液间浓度差的增大而减小,而且浓度差越大越能在较短距离内到达充分混合.     

储层岩石周期性电渗流特性的微观机制

以双电层电位理论和电渗流动的动量方程为基础,结合储层岩石平行毛管束模型,推导出岩石孔隙内周期性电渗流的解析式,揭示了储层中电渗效应的微观机制,分析了非密闭储层岩石中宏观电渗Darcy速度及密闭储层中电渗压力系数频散特性的影响因素．数学模拟结果表明:储层岩石孔隙中,周期性电渗流速度剖面在频率较高时呈“波浪”状;孔隙度越大,电渗Darcy速度模值越大,其相位也越大,而电渗压力系数数值越小．储层岩石的溶液浓度越小或阳离子交换量越大,电渗Darcy速度模值和电渗压力系数数值越大,但对电渗Darcy速度的相位没有影响．     

坐标变换法数值求解微通道行波电场电渗流

采用坐标变换法数值求解了耦合的Poisson-Nernst-Planck (PNP)方程和Navier-Stokes(NS)方程, 研究二维狭窄微通道行波电场电渗流数值解. 数值结果表明,坐标变换法能有效降低电渗流解数值解在双电层的高梯度, 有效改善数值解的收敛性和稳定性. 坐标变换的电渗流数值解和原始坐标下的数值解完全一致. 坐标变换后采用简单的网格也能得到和原始坐标下复杂网格相同的解. 给出了滑移边界的近似解与完整的PNP-NS数值解的比较. 在双电层厚度与微通道深度比值(λ/H)很小的情况下(相对深通道), 两者的解基本一致. 但在λ/H较大时(相对浅通道)滑移边界的解高于电渗流速度.      

毛细管电泳非接触电导检测法研究电渗流峰变化规律

采用自行研制的非接触电导检测器,结合毛细管电泳技术,以10 mmol/L的2-N-吗啡啉乙磺酸(MES)/L-组氨酸(L-His)为缓冲溶液,系统研究了缓冲溶液浓度、pH值、样品浓度对电渗流峰的变化规律。结果表明:随着样品KCl溶液的浓度的减小,电渗流峰出现由正峰逐渐变为负峰的现象,并结合非接触电导检测原理、L-His的特性和质子平衡方程进行了的解释。     

高碳含量新型亚微米无孔二氧化硅材料的修饰方法及其在反相加压毛细管电色谱平台上的应用

亚微米无孔二氧化硅(NPS)材料具有小粒径及表面光滑形状规整等特点,是一种性能优异的色谱材料,但其存在比表面积小、修饰效率低的问题.针对此设计了一种具有高碳含量的修饰方法:以3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTS)作为硅烷偶联剂,聚乙烯亚胺(PEI)作为聚合物包覆层,并以硬脂酰氯修饰得到一种氨基包覆的具有C18碳...     

聚合离子液体用作毛细管电泳背景电解质添加剂快速高效分离5种核苷类化合物

将聚乙烯基-3-乙基咪唑溴盐离子液体用作毛细管电泳背景电解质添加剂,利用聚合离子液体的阳离子聚合物性质静电吸附到毛细管内表面,成功实现电渗流的有效反转,建立了共电渗流模式下5种核苷类化合物分离的新方法。考察了聚合离子液体浓度、pH值等因素对电渗流的影响。在优化实验条件下,3.1 min内实现了对5种核苷类化合物的快速高效分离;将该方法分别与不加添加剂和加入离子液体单体后的体系进行对比,结果表明,该方法大大缩短了5种核苷类化合物的分析时间,提高了分析效率,最高柱效达95万/m塔板数,分析物的迁移时间RSD均不高于0.38%。该方法简单、快速、重复性好,具有很好的应用前景。     

微扩张管道内幂律流体非定常电渗流动

研究了电渗驱动下幂律流体在有限长微扩张管道内非稳态流动特性.基于Ostwald-de Wael幂律模型,采用高精度紧致差分离散二维Poisson-Nernst-Planck方程及修正的Cauchy动量方程,数值模拟了初始及稳态时刻微扩张管道内幂律流体电渗流流场分布情况,研究了管道截面改变对幂律流体无量纲剪切应变率及无量纲表观黏度的影响,以及无量纲表观黏度对拟塑性流体与胀流型流体流速分布的影响.数值模拟结果显示,当扩张角和无量纲电动宽度一定时,电场驱动下的幂律流体在近壁区域速度响应都很快;初始时刻,近壁处表观黏度的变化受到剪切应变率变化的影响,从而影响了三种幂律流体速度峰值的分布,出现拟塑性流体流速在扩张段上游及扩张段近壁处速度峰值均为幂律流体中最大、而在扩张段下游三种幂律流体速度峰值相近的现象;稳态时刻,幂律流体速度剖面呈现塞型分布,且满足连续性条件下,幂律流体流速随扩张管半径增大而减小,牛顿流体流动规律与宏观尺度下流动规律相同;初始时刻,在相同电动宽度、不同壁面电势作用下,幂律流体在扩张管近壁处剪切应变率分布的差异导致表观黏度分布的差异,并最终导致拟塑性流体与胀流型流体流速分布的差异.