113年:藥學二(第1次)

下列何者無法提高使用二氧化矽毛細管(fused-silica capillary)於電泳操作時之電滲流(electro-osmotic flow)?

A將電泳液從酸性提高到中性
B提高背景電解質之濃度
C提高電場
D提高系統溫度

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是毛細管電泳(Capillary Electrophoresis, CE)中 電滲流(Electro-osmotic flow, EOF) 的影響因素。

電滲流的速度 (vEOFv_{EOF}) 可以由 Helmholtz-Smoluchowski 方程式 描述: vEOF=μEOFE=ϵζηEv_{EOF} = \mu_{EOF} E = \frac{\epsilon \zeta}{\eta} E 其中:

  • μEOF\mu_{EOF}:電滲流遷移率
  • EE:電場強度
  • ϵ\epsilon:介電常數 (Dielectric constant)
  • ζ\zeta:界達電位 (Zeta potential)
  • η\eta:緩衝液黏度 (Viscosity)

要判斷何者「無法提高」電滲流,即需尋找會導致 vEOFv_{EOF} 下降 的選項。

選項分析

  • A. 將電泳液從酸性提高到中性錯誤(會提高 EOF)。
    • 理由:石英毛細管(Fused-silica capillary)內壁含有矽醇基(Si-OH)。當 pH 值升高(從酸性到中性/鹼性),矽醇基會解離成帶負電的矽酸根(Si-O⁻)。這會增加管壁的表面電荷密度,進而提高 **界達電位(Zeta potential, $

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