聚電解質在中性高分子溶液中的泳動行為｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	陳文彬 Wui-Ben Cheng
論文名稱：	聚電解質在中性高分子溶液中的泳動行為 Electrophoretic behavior of polyelectrolyte in neutral polymer solution
指導教授：	曹恒光 Heng-Kwong Tsao
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程與材料工程學系 Department of Chemical & Materials Engineering
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	45
中文關鍵詞：	毛細管電泳、電泳、聚電解質
外文關鍵詞：	PEG, NaPAA, NaPSS
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摘要
欲分離長短不同的DNA 和RNA 等生物高分子，可以利用毛細
管膠體電泳來達成目的。這個方法主要是在毛細管中添加膠體增加阻
力來分離，但膠體黏度太大、更換困難、效果有限，所以近年來積極
使用黏度較低的中性高分子當作介質，產生非常好的分離效果，成為
分離生物高分子的主流。添加中性高分子當介質之後，不同長度的分
離物會受到不同的阻力，速度差異會變大。而我們想利用電導度計和
毛細管電泳，探討聚電解質受到中性高分子的影響。
我們利用NaPAA (polyacrylic acid, sodium salt)進行電導度計的實
驗，並改變不同濃度和分子量的PEG。而電導度下降的程度k/k0 就代
表了Na+和PAA-的泳動速度受到PEG 影響的程度，再利用離子濃度
儀的資料和簡單的推導，把Na+所受到的影響去除，可以得到PAA-
的μ/μ0。參考黏度的數據，發現PAA-速度的下降幅度(μ/μ0)跟黏
度上升的程度(η/η0)差不多，表示PAA-在泳動所受到的阻力主要來
自於PEG 黏度給它的阻力。
利用有UV 吸收訊號的NaPSS (polystyrenesulfonic acid sodium
II
salt)和中性物Benzyl alcohol，我們研究毛細管電泳中電泳和電滲流受
到中性高分子PEG (polyethylene glycol)濃度和分子量的影響；從實驗
結果中可以發現電滲流和電泳動的速度，隨著PEG 的分子量和濃度
的增加而下降。參考黏度的數據，發現PSS-速度的下降幅度 (μ/
μ0)比黏度上升的程度(η/η0)還大。這代表了PSS-並不只有受到黏度
的阻力，還受到額外的阻力。
另一方面，當把PSS-和PAA-經由不同儀器所得來的μ/μ0(也就
是所受PEG 的阻力)做一比較，PSS-比PAA-受到PEG 的阻力還來的
大。造成的因素能不太明確。如果我們所得到PAA-的速度是正確的
話，這表示我們可以利用簡單的電導度計來知道帶電物質在毛細管中
受到PEG 影響的mobility。

目錄
摘要……………………………………………………………………….I
誌謝………………………………………………….………………….III
目錄…………………………………………………………………….IV
圖目錄………………………………………………………………….
目 錄
第一章 緒論⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
第二章 毛細管電泳簡介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
2-1 毛細電泳儀的發展與應用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
2-2 毛細管電泳原理………………………………………….6
2-2-1 電泳動和電滲流介紹……………………………..6
2-2-2 電滲流和電泳動的理論…….……………………..9
2-2-4 各種影響電滲流的因素……………………….12
2-2-5 實驗上的mobility 的計算…………..……………15
第三章 文獻回顧………….……………………………………..........17
第四章 實驗裝置和過程………………………………………………22
4-1 實驗藥品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22
4-2 實驗儀器………………………………………………….22
V
4-3 毛細電泳的實驗流程…………………………………….24
第五章 結果與討論……………………………………………………26
5-1 電導度計的測量………………………………………….26
5-1-1 PEG 濃度的影響……………………………………27
5-1-2 PEG 分子量的影響…………………………………27
5-1-3 由電導數據求得PAA-的泳動速度………………..28
5-2 毛細管電泳的測量……………………………………….29
5-2-1 PEG 濃度的影響……………………………………30
5-2-2 PEG 分子量的影響…………………………………31
5-3 兩者之間的比較………………………………………….32
第六章 結論和進展……………………………………………………44
第七章 參考文獻………………………………………………………45
VI
圖目錄
圖2-1 毛細管電泳裝置圖………………………………………………6
圖2-2 電滲流示意圖……………………………………………………7
圖2-3 電泳示意圖………………………………………………………7
圖2-4 pH 影響毛細管管壁………………………………………………8
圖2-5 電滲流發生機制…………………………………………………9
圖2-6 高電壓產生焦耳熱…………………………………………..…13
圖3-1 PEG 對離子的影響……………………………………………...19
圖5-1 在不同PEG 濃度下的電導度變化…………………………….33
圖5-2 不同PEG 分子量下的電導度變化…………………………….34
圖5-3 不同PEG 分子量下α值……………………………………….35
圖5-4 PEG600 下理論PAA-的速度和黏度比較………………………36
圖5-5 PEG6000 下理論PAA-的速度和黏度比較…………………….37
圖5-6 毛細電泳結果圖………………………………………………..38
圖5-7 電泳和電滲流的mobility……………………………………...39
圖5-8 電泳,電滲流和黏度變化比較圖……………………………….40
圖5-9 PEG600 和6000 下,電泳和電滲流的mobility………………...41
圖5-10 PEG600 和6000 下,電滲流和黏度的比較……………………42
圖5-11 PEG600 和6000 下,電泳和黏度的比較……………………….43

                                

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