113年:藥學二(第2次)
毛細管電泳系統中,在何種pH值之緩衝液下,其電滲透流(EOF)最大?
A2
B4
C6
D8
詳細解析
本題觀念:
本題考查的是毛細管電泳 (Capillary Electrophoresis, CE) 中電滲透流 (Electroosmotic Flow, EOF) 的產生機制及其與緩衝液 pH 值 的關係。
核心機制如下:
- 管壁解離:標準的毛細管電泳使用熔融石英 (fused silica) 毛細管。其內壁含有矽醇基 (silanol groups, Si-OH)。
- pH 依賴性:矽醇基具有弱酸性 (pKa 約為 3~5 左右)。
- 低 pH 值:矽醇基主要以質子化狀態 (Si-OH) 存在,管壁呈電中性,Zeta 電位 (ζ-potential) 趨近於零,EOF 極小或幾乎沒有。
- 高 pH 值:隨著 pH 值升高,矽醇基解離成帶負電的矽酸根離子 (silanoate, Si-O⁻) (Si-OH Si-O⁻ + H⁺)。
- 雙電層與 EOF:管壁帶負電後,會吸引緩衝液中的陽離子聚集在管壁附近,形成雙電層 (Electric Double Layer)。當施加電壓時,這些擴散層中的陽離子向陰極移動,並透過黏滯力拖動整層溶液一起移動,形成電滲透流 (EOF)。
- 結論:pH 值越高,管壁解離
...(解析預覽)...