Die positive Vorbereitung von Glaskapillären bezieht sich auf die Behandlung von Glaskapillären, so dass ihre Oberfläche eine positive Ladung bildet, wodurch die Wechselwirkungskraft zwischen ihrer Oberfläche und der Probe erhöht wird, die häufig in der Chromatogrammetrie, der Kapillelektrophorese und anderen wissenschaftlichen Experimenten verwendet wird. Die Bildung einer positiven Ladung erfolgt in der Regel durch die Bildung einer cationischen Schicht auf der Oberfläche eines Glasrohres. Im Folgenden ist eine kurze Beschreibung der Methode der positiven Herstellung von Glaskapillären und der damit verbundenen Vorrichtungen:
1. Häufige Methode zur positiven Herstellung von Glaskapillaren
(1) Chemische Oberflächenbehandlung
Diese Methode verarbeitet die Oberfläche des Glasrohres chemisch, so dass die Oberfläche positiv geladen ist. Häufige chemische Oberflächenbehandlungsmethoden sind:
Ammoniak-Behandlung: Mit Ammoniak (NH3) können die Glaskapillären behandelt werden, wodurch die Oberfläche der Glasröhre eine Amino-Gruppe (-NH₂) erzeugt. Die Aminogruppen können in der Wasserlösung eine positive Ladung tragen und so eine positive Oberfläche bilden. Diese Methode wird häufig in der Chromatografie und Kapillareelektrophorese verwendet.
Fluorwassersäurebehandlung: Nachdem die Oberfläche mit Fluorwassersäure auf das Glasrohr geätzt wurde, bildet die Oberfläche eine Schicht von Silioxan, die durch die Behandlung mit Ammoniak oder anderen Chemikalien weiter behandelt wird, um die Eigenschaften der positiven Ladung zu verbessern. Diese Methode verbessert nicht nur die Oberflächeneigenschaften des Glasrohres, sondern erhöht auch seine Hydrophilität.
Alkylierungsverfahren: Durch die Alkylierungsreaktion werden Alkylgruppen (wie Methyl, Ethyl) auf der Glasoberfläche gruppiert, die die positive Ladungsdichte der Glasoberfläche effektiv erhöhen können.
2) Elektrochemisches Recht
Die elektrochemische Methode bringt eine positive Ladung auf die Glasoberfläche durch den Strom. Häufige elektrochemische Methoden sind:
Anodisierungsmethode: Verbinden Sie die Glaskapillären mit dem Elektrolyten und bilden eine Anodisierungsschicht nach Stromversorgung. Diese Schicht kann eine gewisse positive Ladung tragen, die die Adsorptivität der Kapillären an Ionen erhöht.
Elektrolyse: Die Oberfläche des Glasrohres wird durch die Elektrolyse positiv geladen. Diese Methode kann die Oberfläche des Glasrohrs zur Bildung einer Kationschicht führen, die die Interaktion mit der Probe verbessert.
(3) Plasmabehandlung
Die Plasmabehandlung verwendet Gasplasma, um die chemischen Eigenschaften der Glasoberfläche zu ändern. In der Regel werden Stickstoff, Sauerstoff und andere Gase verwendet, die durch das niedrige Plasmagas auf die Glasoberfläche wirken und eine Gruppe mit positiver Ladung bilden. Diese Methode ist einfach zu bedienen und wirkt gut und wird häufig verwendet, wenn eine große Menge von Glaskapillären behandelt werden muss.
(4) Selbstmontage monomolekularer Membranmethode
Die Self-Assembly Single Molecular Membrane (SAM)-Technologie montiert Moleküle durch chemische Adsorption auf die Glasoberfläche und bildet eine geordnete Membranschicht. Die Bildung einer positiven Ladung auf der Glasoberfläche kann durch die Auswahl von Molekülen mit positiven Gruppen (z. B. Quadratammoniumsalzmoleküle) erreicht werden. Die Self-Assembly-Monomolekularmembranmethode hat eine bessere Gleichmäßigkeit und Stabilität.
2. Vorrichtung für die positive Vorbereitung von Glaskapillären
Um eine positive Vorbereitung von Glaskapillären zu erreichen, sind in der Regel einige spezielle Geräte und Geräte erforderlich. Hier sind die üblichen Geräte und ihre Funktionen:
(1) Chemische Behandlungsanlagen
Belüftungseinrichtung: verwendet, um Gase wie Ammoniak, Sauerstoff, Fluorwasserstoff gleichmäßig in das Innere der Glaskapillären einzuführen, um den Effekt der Oberflächenbehandlung zu erreichen. Normalerweise werden Geräte wie Belüftungsrohre, Durchflussmesser und Druckregelventile verwendet, um den Gasfluss und den Druck zu steuern.
Chemische Reaktionsschalt: für die Einweichenbehandlung von Glaskapillären, in der Reaktionsschalt eine spezifische chemische Lösung (wie Ammoniak, Fluorwasserstofflösung usw.) platziert wird, um den gewünschten Oberflächenbehandlungseffekt durch Einweichen oder Rühren zu erreichen.
(2) Elektrochemische Behandlungsanlagen
Elektrolyse-Slot: verwendet, um Glaskapillären in den Elektrolyten zu platzieren und durch zusätzlichen Strom zur Anodizierung oder Elektrolyse zu verarbeiten. Die Elektrolysegeräte sind in der Regel mit Stromversorgung, Heizung, Rühreinrichtung usw. ausgestattet.
Stromversorgungsgeräte: verwendet, um stabilen Strom und Spannung zu liefern, um die Geschwindigkeit und Wirksamkeit des Elektrolyseprozesses zu steuern.
(3) Plasmabehandlungsanlagen
Plasmareaktionskammer: zur Aufnahme und Plasmabehandlung von Glaskapillären. Im Reaktionsraum kann ein Gasflussregelungssystem zur Steuerung des Verhältnisses und der Geschwindigkeit verschiedener Gase vorhanden sein.
Hochfrequenz-Stromversorgung: Hochfrequenz-Stromversorgung zur Erzeugung von Plasma, in der Regel mit einer Frequenz von etwa 13,56 MHz. Die Hochfrequenz-Stromversorgung regt Gasmoleküle durch ein elektromagnetisches Feld an und bildet ein Plasma.
Vakuumpumpe: zur Aufrechterhaltung des niedrigen Luftdrucks in der Reaktionskammer, um eine effektive Plasmaerzeugung und -stabilität zu gewährleisten.
(4) Selbstmontierende Einmolekularmembranneinrichtungen
Einweichenraum: für die Einweichenbehandlung von Glaskapillären, in der Regel mit einem Temperaturreglersystem ausgestattet, das die Temperatur genau steuern kann, um einen reibungslosen Ablauf des Selbstmontageprozesses sicherzustellen.
Ultraschallreinigungsgerät: Während der Behandlung kann es erforderlich sein, eine Ultraschallreinigungsgerät zu verwenden, um Verunreinigungen von der Glaskapilläroberfläche zu entfernen und eine gute Haftung der selbstmontierten Membran zu gewährleisten.
3. Häufige Betriebsschritte
Vorbereitung der Glaskapillären: Reinigen Sie die Glaskapillären, entfernen Sie Oberflächenvereinheiten und Fette, um die Behandlungswirkung zu gewährleisten.
Auswahl der Behandlungsmethode: Wählen Sie nach den tatsächlichen Bedürfnissen Methoden wie Ammoniakbehandlung, Elektrolysebehandlung, Plasmabehandlung oder Selbstmontiermembranbehandlung aus.
Behandlung: Die Glaskapillare werden nach der gewählten Methode behandelt, so dass ihre Oberfläche mit einer positiven Ladung versehen wird.
Prüfung und Validierung: Überprüfung der Behandlungswirkung durch Prüfung von Indikatoren wie Oberflächenladungsdichte, Oberflächenhydrophilität und Trennleistung.
Lagerung und Verwendung: Die Glaskapillären nach der Behandlung sollten rechtzeitig verwendet werden, wenn sie nicht für eine lange Zeit verwendet werden, müssen sie in einer geeigneten Umgebung gehalten werden, um den Verlust der Oberflächenladung zu verhindern.
Mit diesen Methoden und Vorrichtungen können die positiven Oberflächen von Glaskapillären effizient vorbereitet werden, die eine starke Unterstützung für weitere Trennungsexperimente bieten.