第二章 文獻回顧
2.3 樣品線上濃縮
由於毛細管電泳主要限制之一是偵測極限不佳，解決此限制有幾種 方法，例如：將毛細管光徑增大、多次反射槽增加光徑距離、線上濃縮 或萃取做樣品前處理、使用更靈敏的偵測器等28。其中，樣品濃縮上可分 為分線上和離線方式，線上濃縮是濃縮完後即時分析偵測；離線濃縮則
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是濃縮跟分析偵測是分開進行29。
其中，線上濃縮最具經濟效率，因為此技巧不用改變任何儀器的架 構下即可進行。以下將介紹幾種常出現在文獻中的線上濃縮技巧。
2.3.1 正向堆積模式 (Normal Stacking Mode, NSM)
NSM樣品濃縮是因為樣品區間和緩衝溶液之間的導電度差異誘導樣 品區與緩衝溶液區之間具移動速度上的差異，因此產生濃縮的效果。研 究上可藉由調整樣品移動，使樣品在緩衝溶液的緩速區產生堆積，因此 可讓樣品濃度提升。如圖 2.11所示，此法首先在毛細管中先注入導電度 較高的緩衝溶液，然後樣品溶於較低導電度的樣品基質中，在外加電場 下，樣品在緩衝溶液的界面中泳動速度較慢。在微胞電層析實驗中，在 正電壓下，帶負電的微胞攜帶樣品快速往正端移動至受到緩衝溶液的區 帶抵制而變慢，因為速度差，樣品堆積在此邊界，達到濃縮的效果。因 此，在NSM的濃縮機制中，濃縮效果的好壞與樣品基質和緩衝溶液間的 導電度差有很大的關係30。
圖 2.11
NSM
的原理3120
2.3.2 反向電極極性堆積模式 (Reversed Electrode Polarity Stacking Mode, REPSM)
REPSM是一種效率高的線上濃縮方式之一，操作方法如圖 2.12所示。
樣品溶於導電度低的樣品基質中 (有時不需要樣品調整導電度)，預先在 毛細管通入緩衝溶液，再導入大量樣品，接著以反向電位操作，讓樣品 基質在樣品堆積後從陽極端排除，直到電流變成原來的97-99%時，把電 壓反轉成正電位做一般的樣品分離。電流控制的好壞會影響實驗的再現 性，而樣品基質的排除可減少擴散效應32。
圖 2.12
REPSM
的原理322.3.3 反向遷移微胞堆積 (Stacking with Reverse Migration Micelles, SRMM)
SRMM是在酸性含微胞的緩衝溶液下進行，在酸性下EOF很小；樣 品則溶於水或是低導電度的溶液中。如圖 2.13所示，先在毛細管中導入 緩衝溶液，再從陰極端導入大量樣品，在施加負電位下，樣品基質因很
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小的EOF會緩慢從陽極端排除，接著進行樣品的分離33。
圖 2.13 SRMM 的原理 33
2.3.4 場強放大樣品注射 (Field-Enhanced Sample Injection, FESI)
此技巧是在充滿帶中性緩衝溶液的毛細管中注射一段水，水用來提 升電場最終得到有效的堆積能力；如圖 2.14所示，樣品溶於低電導的中 性微胞溶液中，再以反向電位下，電動進樣樣品。樣品進入到毛細管中 與微胞作用前進，遇到水層時，樣品的電泳流速度會大於電滲流速度，
當電流到達原本的97-99%時，電位轉向，水層排出，然後以正電位做分 離和偵測34。
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圖 2.14
FESI
的原理342.3.5 反向遷移微胞之場強放大樣品注射 (Field-Enhanced Sample Injection with Reverse Migration Micells, FESI-RMM)
如圖 2.15所示，FESI-RMM是在充滿帶酸性的緩衝溶液毛細管中，
以壓力注射一段水；樣品溶於低電導的酸性微胞溶液中，以反向電位注 射樣品，當電流在原本的70-90%時，把樣品瓶換成緩衝溶液瓶，接著在 反電位下進行樣品分離。跟SRMM一樣，不需轉換電位35。
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圖 2.15
FESI-RMM
的原理352.3.6 反向遷移微胞與水的堆積 (Stacking with Reverse Migration Micells and Water Plug, SRW)
如圖 2.16所示，樣品溶於比緩衝溶液導電度還低的溶液中，並在基 質中添加高於臨界微胞濃度的界面活性劑，提升溶質的溶解度。堆積的 機制是因為樣品的電泳流在達堆積邊界時，劇烈的速度改變；再以負電 位分離，各個樣品的集中堆積和移除樣品基質、水是同時發生36。
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圖 2.16 SRW 的原理36
2.3.7 清掃堆積模式 (Sweeping)
如圖 2.17所示，Sweeping是先導入含有微胞的低pH值酸性緩衝溶液，
使EOF趨近於零；樣品溶於導電度跟緩衝溶液相同但不含微胞的基質中，
樣品用壓力從陰極注入，分離施予負電壓，在電場的作用下，注入端的 陰離子性微胞往偵測端移動，微胞遷移碰到樣品基質時，將分析物從樣 品基質的前端清掃至樣品區帶的尾端。分析物與微胞作用越強在樣品區 堆積效果越好37。
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圖 2.17 酸性緩衝溶液下的 Sweeping 原理37