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學習重點 EOF的來源是管壁電雙層。熔矽管壁的矽醇基解離成負電表面，吸引溶液中的陽離子；通電後陽離子帶動整體溶液流向陰極。 未塗層熔矽毛細管的影響趨勢：pH升高、電場增強、溫度升高（黏滯度降低）會使EOF增大；緩衝液濃度或離子強度增加、pH降低會使EOF減小。毛細管內徑是最不影響EOF的因素。 EOF呈平面流（塞狀流），譜帶加寬小，所以分離效率高。 高濃度陽離子界面活性劑可使EOF反轉，用來縮短帶負電待測物的分析時間。甲基纖維素則用來抑制EOF。 溶質實際速度＝EOF＋自身電泳速度。若遷移太快、分離不足，可提高離子強度使EOF變慢、延長滯留時間。 核心觀念 一、管壁電雙層如何產生電滲流？ 未經表面處理的熔矽毛細管（fused-silica capillary）內壁有矽醇基（Si–OH）。緩衝液pH升高時，矽醇基解離為Si–O⁻，管壁因而帶負電。溶液中的陽離子被吸引到管壁附近，形成電雙層：緊貼管壁的是固定層，外側是可移動的擴散層。 施加電場後，擴散層中的陽離子朝陰極移動，並藉黏滯作用拖動整管溶液一起流動，這就是電滲透流（EOF）。因此未塗層熔矽毛細管的EOF方向為由陽極流向陰極。EOF來自管壁的表面電荷與電雙層，與待測物是否帶電無關。 EOF大小的關係式如下： EOF速度＝電滲遷移率×電場強度 電滲遷移率 ∝ 介電常數×ζ電位／黏滯度 由這兩式可推出各因素的影響： ζ電位越大，EOF越大。ζ電位取決於管壁電荷多寡，受pH控制；也取決於電雙層厚薄，受離子強度控制。 電場越強，EOF越大。 黏滯度越低，EOF越大。 管徑不出現在公式中。 二、EOF為何能提高分離效率？ EOF的驅動力分布在整個管壁表面，所以管截面上各處流速幾乎相同，形成平面流（塞狀流，plug flow）。HPLC等壓力驅動流則是管中心快、靠管壁慢，呈拋物線流。 塞狀流幾乎沒有截面流速差造成的譜帶加寬，因此毛細管電泳的理論板數很高。仍會造成譜帶變寬的來源有： 縱向擴散 進樣量過多 焦耳熱造成的溫度梯度 三、影響EOF的操作因素（未塗層熔矽毛細管） 操作變化EOF變化理由 提高pH（酸性→中性→鹼性）增大矽醇基解離增加，管壁負電荷增加，ζ電位增大 降低pH減小矽醇基解離受抑制，管壁電荷減少 提高緩衝液濃度／離子強度減小電雙層被壓縮變薄，ζ電位降低 降低緩衝液濃度／離子強度增大電雙層較厚，ζ電位較大 提高電壓／電場強度增大驅動力增加 降低黏滯度增大流動阻力減少 提高溫度增大溶液黏滯度下降 毛細管內徑最無關不出現在EOF速度公式中 注入較多樣品非主要因素只會使譜帶變寬，不是調控EOF的手段 比較同濃度、pH 2／4／6／8的緩衝液時，pH 8的矽醇基解離最多，EOF最大；pH 2的EOF最小。 背景溶液的導電度反映離子強度，所以與EOF有關，不能選為「最無關」。 四、抑制與反轉EOF 抑制EOF的方法有： 降低pH 提高離子強度 加入可覆蓋管壁的高分子，例如甲基纖維素（methylcellulose）。它會遮蔽矽醇基並增加黏滯度，使EOF降低。 改用不含矽醇基的材質，例如Teflon。Teflon管壁缺乏可解離的矽醇基，不會增加EOF。 反轉EOF的方法是加入足量的陽離子界面活性劑，例如CTAB等四級銨鹽。它的正電頭端吸附在負電管壁上。濃度夠高時會形成雙層吸附，使管壁有效電荷轉為正電，這時擴散層以陰離子為主，EOF改流向陽極。即使在pH 7磷酸鹽緩衝液的正向CZE中，也能用此法反轉EOF。 其他添加物都不能反轉EOF： 陰離子界面活性劑（如SDS）：用於微胞電動層析（MEKC）。 非離子界面活性劑：用途是遮蔽管壁吸附。 環糊精：主要作為對掌性選擇劑。 分析帶負電待測物時為何要反轉EOF？陰離子的電泳方向朝陽極。EOF反轉後也朝陽極，兩者同向。搭配反向極性（偵測端在陽極），陰離子能快速到達偵測器，分析時間縮短。所以這類題目的答案是「使EOF反轉」或「縮短帶負電待測物之分析時間」。反轉並非單純讓EOF變慢，也不是用來增加感度或提高中性物質的解析力。 五、EOF與溶質遷移順序、滯留時間 溶質的實際速度＝EOF速度＋自身電泳速度（兩者都有方向性）。 正向操作（進樣端陽極、偵測端陰極）： EOF朝陰極。 陽離子的電泳與EOF同向，最快到達。 中性物質只隨EOF移動。 陰離子的電泳與EOF逆向，最慢。 出峰順序為陽離子＞中性＞陰離子。中性物質彼此無法在CZE中分離。 給予負電壓（反向極性：進樣端陰極、偵測端陽極）： 未處理熔矽管壁仍帶負電，EOF仍流向陰極，即朝進樣端。 以朝偵測端（陽極）的方向比較速度：陰離子的電泳朝陽極，速度最大；中性物質只隨EOF遠離偵測端；陽離子被EOF與自身電泳一起推向陰極，最遠離偵測端。 此時移動速率為陰離子＞中性溶質＞陽離子，這個敘述是正確的。 延長滯留時間以改善分離：例如ACTH及其分解產物在pH 3.8下滯留時間太短、波峰分不開。這時應提高離子強度，使EOF變慢、遷移時間延長。提高pH、溫度或電壓都會使EOF加快、時間變短，方向相反。 EOF並非必要動力： 帶電的蛋白質可靠自身電泳遷移率分離，不一定需要EOF。 等電聚焦（IEF）需抑制EOF，避免整體流動破壞pH梯度與聚焦區帶。 六、毛細管構造 熔矽毛細管很脆，外圍包覆polyimide（聚醯亞胺）保護層以增加韌性，不是polystyrene。偵測窗處需移除這層塗層。外層包覆是機械保護，與內壁的表面處理是兩回事。 常考陷阱 「EOF隨pH增加而減少」「pH降低使EOF變大」：錯。pH升高，矽醇基解離增加，EOF增大。pH降低才使EOF變小。 「提高背景電解質濃度／離子強度可增加EOF」：錯。濃度越高，電雙層越薄，EOF越小。降低濃度才會使EOF變大。 「EOF隨溫度增加而降低」「溫度降低使EOF變大」：錯。升溫使黏滯度下降，EOF增大。 「EOF隨電場增加而減少」「電壓降低使EOF變大」：錯。電場越強，EOF越大。 「降低黏滯度無法增加EOF」：錯。黏滯度與EOF成反比。 「導電度、pH、電場與EOF無關」：錯。這三者都有關，最無關的是毛細管內徑。 「注入較多樣品可改變EOF」：進樣量不是EOF的影響因素。 「陽離子界面活性劑的目的是使EOF變慢、增加陰離子滯留時間」：錯。目的是反轉EOF，縮短陰離子分析時間。 「陰離子界面活性劑、非離子界面活性劑或環糊精可反轉EOF」：錯。只有陽離子界面活性劑能反轉EOF。 「IEF需有EOF輔助」「EOF為分離蛋白質必要動力」「Teflon可增加EOF」：都錯。甲基纖維素抑制EOF才是正確敘述。 「延長滯留時間應調高pH、溫度或電壓」：錯。應調高離子強度。 「毛細管外圍包覆polystyrene」：錯。外圍包覆的是polyimide。 「負電壓下陰離子最慢」：錯。負電壓時偵測端為陽極，速率為陰離子＞中性＞陽離子。 記憶口訣 「矽壁負、陽離聚，通電拖水向陰極；平面塞流譜帶窄。」記EOF的來源、方向與高效率的原因。 「鹼高、電強、溫高，電滲快；鹽濃、酸多，電滲慢；管徑最無關。」記各操作因素的影響方向。 「想慢加鹽，陽劑反轉，纖維素抑流，IEF不要流。」分清延長時間、反轉、抑制三種操作。 「外穿聚醯亞胺（polyimide），不是聚苯乙烯。」記毛細管外層材質。