Kapillarelektrophorese,CE, eine trägerfreie elektrophoretische Trennmethode, die in einer Kapillare mit einem Innendurchmesser von etwa 100 μm durchgeführt wird. Sie ist gerätetechnisch einfach aufgebaut (Abb.) Die K. besteht in der einfachsten Ausführung aus einer fused-Silica-Kapillare, einer Hochspannungsversorgung, zwei Elektroden, zwei Pufferreservoirs und einem Detektor. Zusätzlich enthalten moderne Anlagen Probengeber und Fraktionssammler, ein hydrodynamisches Injektionssystem und Kapillarthermostatisierungseinheiten. Zur Aufrechterhaltung der für die K. erforderlichen hohen Feldstärke ist eine regelbare Gleichspannungsquelle bis zu 30 kV essenziell. Wünschenswert ist ein Betrieb bei konstanter Spannung und Stromstärke. Höhere Spannungen sind prinzipiell einsetzbar, jedoch können sich Probleme durch Entladungen über das Gehäuse oder durch Luftfeuchtigkeit ergeben. Eine Detektion ist je nach Anwendung sowohl kathoden- als auch anodenseitig möglich, so dass die Polarität wählbar sein muss. Die Hochspannung wird über abgeschirmte Kabel an die Platinelektroden geleitet, die zusammen mit den Kapillarenden in die Puffergefäße tauchen. Es werden in der Regel wässrige Puffersysteme (z.B. Phosphat- und Citratpuffer bei saurem pH sowie TRIS- und Boratpuffer bei basischem pH, aber auch verschiedene zwitterionische Puffer) verwendet. Mittels Pufferzusätzen (Micellenbildner, Ampholyte oder Siebmatrices u.a.) lassen sich verschiedene Trennprinzipien realisieren. Die Trennungen finden bei einer elektrischen Feldstärke von mehreren hundert V/cm statt. Aufgrund des kleinen Innendurchmessers der Kapillare bewegt sich der Strom im Bereich von 100 μA. Da die Kapillare für UV transparent ist, lassen sich die Analyte mittels eines Detektors direkt in der Säule (on-column-Detektor) nachweisen. Mittels der K. lassen sich Peptide, Proteine, Oligosaccharide, Nucleinsäuren, Vitamine, Pharmaka, Tenside, organische Säuren, Pestizide, Polymere, Farbstoffe, aber auch ganze Zellen, Viren und Bakterien analysieren. Minimale Probenvolumina, geringer Lösungsmittelverbrauch, kurze Trennzeiten und hohe Auflösung sind die Vorteile dieser Analysenmethode. Die verschiedenen Arten der K. sind in der Tabelle zusammengefasst. [F. Lottspeich u. H. Zorbas (Hrsg.) Bioanalytik, Kapitel 11: Kapillarelektrophorese, S. 253-284, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998]

Kapillarelektrophorese. Abb. Prinzip der Kapillarelektrophorese.

Kapillarelektrophorese. Tab. Trennprinzipien in der Kapillarelektrophorese. [nach F. Lottspeich u. H. Zorbas (Hrsg.) Bioanalytik, S. 261, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998]