Капиллярный электрофорез Капель – прибор российского производства, позволяющий проводить качественный и количественный анализ жидких проб по скорости движения заряженных частиц в кварцевом капилляре.
Метод капиллярного электрофореза – разделение смеси веществ под действием электрического поля в кварцевом капилляре получил свое развитие в 80-х годах XX века. В основе капиллярного электрофореза лежат электрокинетические явления - электромиграция ионов и других заряженных частиц и электроосмос. Эти явления возникают в растворах при помещении их в электрическое поле, преимущественно, высокого напряжения. Если раствор находится в тонком капилляре, например, в кварцевом, то электрическое поле, наложенное вдоль капилляра, вызывает в нем движение заряженных частиц и пассивный поток жидкости, в результате чего проба разделяется на индивидуальные компоненты, так как параметры электромиграции специфичны для каждого сорта заряженных частиц.
Приборы серии «Капель», разработанные и выпускаемые фирмой «Люмэкс» с 1996 года, являются первым в России и СНГ серийным производством приборов, внесенных в Госреестр средств измерений;и предназначенных для реализации этого метода. Разнообразие технических решений, использованных специалистами фирмы «Люмэкс» при создании приборов «Капель» позволяет потребителю выбрать ту систему, которая в наибольшей степени соответствует характеру решаемой задачи.
Рис. 1. Система капельного электрофореза Капель-205.
Системы капиллярного электрофореза Капель
На сегодняшний день группа компаний «Люмэкс» выпускает три модели электрофоретических систем: Капель-205, Капель-105М и Капель 104Т. Характеристики систем представлены в таблице 1.
Таблица 1. Технические характеристики систем капиллярного электрофореза.
| Характеристики | Модель системы капиллярного электрофореза |
| Капель-205 | Капель-105М | Капель-104Т |
| Диапазон рабочих длин волны детектирования, нм | от 190 до 380 | от 190 до 380 | 254 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки рабочей длины волны, нм | ±5 | ±5 | - |
| Диапазон изменения рабочего напряжения на капилляре, кВ | от 1 до 30 | от 1 до 25 | 254 |
| Предел обнаружения бензойной кислоты (при положительной полярности высоковольтного блока) при отношении сигнал/шум 3:1, мкг/cм3, не более | 0,25 | 0,8 | 0,8 |
| Предел обнаружения хлорид-ионов (при отрицательной полярности высоковольтного блока) при отношении сигнал/шум 3:1, мкг/cм3, не более | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Предел допускаемого относительного среднего квадратического отклонения (СКО) выходного сигнала по площади пика, % | 3 | 5 | 5 |
| Предел относительного среднего квадратического отклонения (СКО) выходного сигнала за 8 часов работы, % | 5 | 6,5 | 6,5 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 30 | 30 | 30 |
| Электропитание систем от сети переменного тока напряжением, В; частотой, Гц. |
220 ± 22 50 ± 1 | 220 ± 22 50 ± 1 | 220 ± 22 50 ± 1 |
| Потребляемая мощность, потребляемая системой, В×А, не более: | 170 | 220 | 150 |
| Габаритные размеры (ДхШхВ), мм, не более | 470×530×410 | 420×570×360 | 420×570×360 |
| Масса, кг, не более | 30 | 25 | 25 |
Капель-104Т предназначена для выполнения серийных анализов. Она снабжена двумя автосемплерами, системой жидкостного охлаждения капилляра, имеет удобный интерфейс, позволяющий создавать программы работы прибора в автоматическом режиме.
Капель-105М - прибор с широкими возможностями. В нем сохранены наилучшие качества предыдущих моделей: жидкостная система охлаждения капилляра, автосемплеры, возможность работы в программируемом автоматическом режиме. В дополнение к этому, прибор имеет спектрофотометрический детектор на основе дейтериевой лампы и монохроматора с дифракционной решеткой, благодаря чему рабочий диапазон длин волн охватывает область от 190 до 380 нм. Все это делает «Капель-105» незаменимым прибором для исследовательской работы как в области разработки новых методик, так и в аналитической практике.
Капель-205 – система капиллярного электрофореза c максимальными возможностями: рабочим диапазоном длин волн 190-380 нм, увеличенным автосемплером, уникальной конструкцией системы автоматического открывания пробирок перед использованием, автоматической сменой полярности. «Капель-205» расширяет возможности применения метода капиллярного электрофореза.
Получить более подробную информацию по моделям систем капиллярного электрофореза, а также приобрести их вы можете в компании Лабтех.
Принцип работы систем капиллярного электрофореза
Для реализации метода капиллярного электрофореза, система обязательно должна содержать следующие модули: автосемплер для ввода пробы, блок высокого напряжения, кварцевый капилляр, детектор и программный блок для обработки информации. Принципиальная схема изображена на рисунке 2.
Рис. 2. Устройство системы капиллярного электрофореза.
Процесс работы системы капиллярного электрофореза начинается с автоматической подготовки капилляра, включающей его промывку буферным раствором для обеспечения условий анализа. Затем в капилляр вводится небольшой объем исследуемого образца, после на капилляр подается высокое напряжение (до 30 кВ). Под действием электрического поля компоненты смеси разделяются в зависимости от их заряда, размера и электрофоретической подвижности, а электроосмотический поток обеспечивает их перемещение к детектору. По мере прохождения разделенных компонентов через детектор регистрируются аналитические сигналы, на основе которых программное обеспечение строит электрофореграмму, идентифицирует вещества, рассчитывает их концентрации и формирует отчет. По завершении анализа система автоматически промывает капилляр, подготавливая его к следующему измерению, что обеспечивает воспроизводимость результатов и исключает перекрестное загрязнение образцов.
Сравнение систем капиллярного электрофореза и жидкостного хроматографа
Традиционно капиллярный электрофорез (КЭ) сравнивают с высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ), поскольку в обоих методах разделение происходит в ограниченном пространстве (капилляре или колонке) с участием движущейся жидкой фазы (буферного раствора или подвижной фазы (элюента)) и для регистрации сигналов используют схожие принципы детектирования и программы обработки данных. Тем не менее у методов есть отличия, которые, безусловно, относятся к достоинствам капиллярного электрофореза:
- Высокая эффективность разделения (сотни тысяч теоретических тарелок), недоступная ВЭЖХ и связанная с плоским профилем ЭОП.
- Малый объем анализируемой пробы и буферов (не более 1–2 мл в день), при этом практически не требуется применение высокочистых, дорогостоящих органических растворителей.
- Отсутствие колонки, сорбента, проблем с его старением и, значит, заменой колонки, простая и недорогая аппаратура, экспрессность и низкая себестоимость единичного анализа.
Однако метод капиллярного электрофореза КЭ имеет и свои недостатки, следует отметить невысокую, по сравнению с ВЭЖХ, концентрационную чувствительность и требование к анализируемым соединениям растворяться в воде и разбавленных водно-органических смесях. В то же время эти ограничения не являются непреодолимыми. Так, недостаточную чувствительность определения при использовании УФ-детектирования (из-за малой длины оптического пути, равного внутреннему диаметру капилляра) может скомпенсировать использование таких видов детектирования, как лазерно-индуцированное флуориметрическое или масс-спектрометрическое в сочетании с различными приемами on-line концентрирования пробы (стэкинг и свиппинг).
Применение систем искусственного электрофореза
Система капиллярного электрофореза Капель используется в различных областях, таких как анализа продуктов питания, питьевой воды и безалкогольных напитков, вина и виноматериалов, сельхозпродукции, при производстве кормов и витаминных добавок, анализа фармпрепаратов и фармсубстанций, в экологическом анализе (контроль природных, сточных вод, почвы, донных отложений), а также в научных исследованиях.
Методический отдел разработчика приборов разработал и аттестовал большое количество методик проведения анализа. Самые востребованные методики приведены в таблице 2.
Таблица 2. Наиболее распространенные методики анализа на системах капиллярного электрофореза.
| Объекты анализа | Определяемые компоненты | Методические указания |
| Вода питьевая, природная, сточная | Определение неорганических катионов в воде | Методика М 01-31-2011
ПНД Ф 14.1:2:4.167-2000 (изд. 2011 г.)
ГОСТ 31869-2012 |
| Определение неорганических анионов в воде | ПНД Ф 14.1:2:3:4.282-18
Методика М 01-58-2018
ПНД Ф 14.1:2:4.157-99 (изд. 2013 г.)
Методика М 01-30-2009 (изд. 2013 г.) |
| Определение содержания 2,4-Д в питьевой воде | ГОСТ 31941-2012
ПУ 19-2008 (изд. 2024 г.) |
| Почвы, грунты, донные отложения, отходы | Определение водорастворимых форм неорганических катионов в почвах, грунтах тепличных, глинах, торфе, осадках сточных вод, активном иле, донных отложениях | Методика М 03-08-2011
ПНД Ф 16.1:2:2.2:2.3.74-2012 |
| Определение водорастворимых форм неорганических и органических анионов в почвах, грунтах тепличных, глинах, торфе, осадках сточных вод, активном иле, донных отложениях | Методика М 03-06-2010
ПНД Ф 16.1:2:2.3:2.2.69-10 |
| Продукты питания | Определение консервантов (бензойной, сорбиновой кислоти их солей) и подсластителей (ацесульфама К, сахарина и его солей) в продовольственном сырье, пищевых продуктах и БАД | Методика М 04-59-2009 (изд. 2014 г.) |
| Определение кофеина и теобромина в чае, кофе, какао и БАДах | Методика М 04-60-2009 |
| Определение мальвидин-3,5-дигликозида в винах | ФР.1.31.2025.50612 |
| Корма, комбикорма, кормовые добавки, сырье | Определение протеиногенных аминокислот в комбикормах и сырье | Методика М 04-38-2009 (изд. 2014 г.)
ГОСТ Р 55569-2013
ГОСТ 31480-2012 |
| Определение свободных форм холина (витамина B4) в кормах, комбикормах, премиксах, кормовых добавках и комбикормовом сырье | Методика М 04-82-2014
ГОСТ Р 57124-2016 |
| Определение органических кислот и их солей в кормах и кормовых добавках | Методика М 04-74-2012
ГОСТ Р 56373-2015 |
| Ветеринарные препараты | Определение антибиотиков в готовых лекарственных средствах ветеринарного назначения | Методика М 08-01-2012 |
| Определение никарбазина в готовых лекарственных средствах ветеринарного назначения | ПУ 47-2013 (изд. 2024 г.) |
| Медицинские исследования | Определение чистоты и гетерогенности рекомбинантных моноклональных антител методом капиллярного гель-электрофореза | ПУ 93-2024 |
| Разделение изоформ эритропоэтина | ПУ 93-2024 |
В России сейчас трудно найти лабораторию Росприроднадзора, Россельхознадзора, Росгидромета а также производителя кормов и премиксов (Завод Премиксов №1, ПроВим, Мустанг технологии кормления, Мираторг и другие) где бы не использовалась одна или несколько система капиллярного электрофореза Капель.
Как выбрать систему капиллярного электрофореза
Выбор системы капиллярного электрофореза Капель зависит от задач лаборатории, типов анализируемых образцов, требований нормативных документов и предполагаемой нагрузки на оборудование. Перед покупкой важно определить, какие методики будут использоваться, какие вещества необходимо определять и какой объем исследований планируется выполнять ежедневно, а также какой бюджет на приобретение оборудования.
Цена электрофоретической системы определяется не только стоимостью самого прибора. Для бесперебойной работы оборудования требуется и расходные материалы (пробирки Эпендорф, микродозаторы,буферные растворы) оборудование для проведения пробоподготовки: (центрифуги, гомогенизаторы, испарители, система водоподготовки и прочее) а также лабораторная мебель для установки оборудования. Стоимость аппаратно-программного комплекса на базе системы Капель начинается от 1 миллиона рублей. Более подробную стоимость можно узнать и получить коммерческое предложение направив запрос в компанию Лабтех на электронную почту post@labteh.com.
Специалисты компании Лабтех, более чем за 30 лет своей работы, осуществили большое количество поставок систем электрофореза, география поставок от Калининграда до Владивостока, а также за рубеж: в страны СНГ и Азии и накопили большой опыт в подборе, поставке, вводе в эксплуатацию, методическом сопровождении. Наличие собственной сервисной службы позволяет не только оперативно производить монтаж оборудования, но и техническое обслуживание, диагностику и ремонт в случае необходимости.
Мировой рынок систем капиллярного электрофореза представлен относительно узким кругом производителей, это: Agilent (США), Beckman Coulter (США), SCIEX (США), Prince Technologies (Нидерланды), Sebia (Франция), Helena Laboratories (США). Большинство этих компаний не представлено на российском рынке в полном объёме или не оказывают поддержки своим дистрибьюторам. Покупка современного аналитического оборудования – это не просто покупка прибора, а приобретение высокотехнологичного комплекса, где без поддержки производителя не получится получить необходимые результаты анализа
Плюсы и минусы российских и импортных систем капиллярного электрофореза наглядно представлены в таблице 3.
Таблица 3. Сравнение производителей систем для электрофореза.
| Характеристики | Люмэкс Капель-205 Капель-105М Капель-104Т | Agilent 7100 | Beckman Coulter PA 800 Plus | Prince Technologies Prince CE |
| Российское производство (преференции в госзакупках) | Да | Нет | Нет | Нет |
| Госреестр СИ | Да | Нет | Нет | Нет |
| Стоимость системы капиллярного электрофореза | Средняя | Высокая | Высокая | Высокая |
| Стоимость расходных материалов | Средняя | Высокая | Высокая | Высокая |
| Наличие сервисной службы в РФ | Да | Нет | Нет | Нет |
| Наличие методической службы | Да | Нет | Нет | Нет |
| Наличие склада с расходными материалами и запасными частями | Да | Нет | Нет | Нет |
| Наличие утвержденных методик проведения анализа | Да | Нет | Нет | Нет |
Как видно из таблицы 3 при высокой стоимости импортные системы для капиллярного электрофореза не обладают достоинствами российских систем и не являются приоритетным выбором российских пользователей.
Вы можете купить систему капиллярного электрофореза Капель в компании Лабтех в Москве по наименьшей цене.