Die Kapillarelektrophorese (CE), auch mit dem Acronym HPCE fiir "High Perfor­ mance Capillary Electrophoresis" bezeichnet, ist ein mit hoher Geschwindigkeit wach­ sendes instrumentell - analytisches Trennverfahren. Vereint sie doch die Trenntechnik der klassischen Elektrophorese auf Platten mit den instrumentellen Methoden der Chromatographie hinsichtlich direkter Detektion der getrennten Proben in der Kapil­ lare, und damit einfach durchzufiihrende Identifizierung und Quantifizierung der Analyten. Die anfiinglichen Probleme mit mangelnder Reproduzierbarkeit der quanti­ tativen Analyse, bedingt durch die Notwendigkeit mit extrem kleinen Volumina umzu­ gehen, sind bei kommerziellen Geraten der mittlerweile zweiten Generation weitestge­ hend gelOst, so daB fiir ionische Verbindungen yom kleinsten Kation (dem Lithium­ ion) bis hin zu den Polyanionen mit Molekulargewichten im Millionenbereich (wie DNA-Molekiile) ein schnelles und zuverlassiges Trennverfahren zur Verfiigung steht. Die Methoden der Gelelektrophorese, der isoelektrischen Fokussierung, sind einfach auf die Trenntechnik in der Kapillare zu iibertragen. Fiir nichtionische Verbindungen steht dariiberhinaus ein zusatzliches Trennverfahren in Form der micellaren elektro­ kinetischen Chromatographie (MEKC) zur Verfiigung. Hierbei handelt es sich urn eine echte chromatographische Trenntechnik, da der elektrophoretischen Migration die Verteilung der Analyten zwischen dem Puffer und den Micellen iiberlagert ist und dies wesentlich zur Selektivitat beitragt.

1 Einleitung.- 2 Grundlagen der Kapillarelektrophorese.- 3 Theoretische Grundlagen und ihr Einfluß auf das analytische Ergebnis.- 3.1 Elektrophoretische Wanderung.- 3.2 Leitfähigkeit.- 3.3 Elektroosmotischer Fluß.- 3.4 Bandenverbreiterung.- 3.4.1 Effizienzverluste durch Diffusion.- 3.4.2 Effizienzverluste durch Temperatureffekte.- 3.4.3 Effizienzverluste durch Elektrodispersion.- 3.4.4 Effizienzverluste durch Wandadsorption.- 3.4.5 Effizienzverluste durch Überladung des Trennsystems.- 3.4.6 Effizienzverluste durch Überlagerung von Strömungsprofilen.- 3.4.7 Zusammenfassung.- 4 Apparatur.- 4.1 Spannungsquelle.- 4.2 Kapillaren.- 4.3 Probenaufgabe.- 4.3.1 Druck-Injektion.- 4.3.2 Hydrostatische Injektion.- 4.3.3 Elektrokinetische Injektion.- 4.3.4 Probensplitsysteme.- 4.3.5 Anreicherungseffekte bei der Probenaufgabe (Sample Stacking).- 4.4 Thermostatisierung.- 4.5 Detektion.- 4.5.1 UV-Detektion.- 4.5.2 Fluoreszenzdetektion.- 4.5.3 Weitere Detektionsmethoden.- 4.6 Spezielle Probleme der quantitativen Analyse in der CE.- 5 Kapillarzonenelektrophorese (CZE).- 5.1 Grundlagen der Optimierung in der CZE.- 5.1.1 Einfluß des pH-Wertes.- 5.1.2 Einfluß der Pufferkonzentration.- 5.1.3 Auswahl des Puffers.- 5.1.4 Anwendungen.- 5.2 Indirekte Detektionsmethoden in der CE.- 5.2.1 Grundlagen indirekter Detektionstechniken.- 5.2.2 Trennung von Kationen mit indirekter UV-Detektion.- 5.2.3 Trennung von Anionen mit indirekter UV-Detektion.- 5.2.4 Analyse von Kationen und Anionen mit indirekter Fluoreszenzdetektion.- 5.3 Kapillarzonenelektrophorese von Proteinen.- 5.3.1 Trennungen in unbeschichteten Kapillaren.- 5.3.1.1 Auswahl des pH-Wertes.- 5.3.1.2 Zugabe von Salzen zum Puffer.- 5.3.1.3 Verwendung von Pufferzusätzen zur Trennung von Proteinen.- 5.3.1.4 Dynamische Belegung von Kapillaren.- 5.3.2 Proteintrennungen mit oberflächenmodifizierten Kapillaren.- 5.3.2.1 Beschichtungen für die Kapillarelektrophorese.- 5.3.3 Überblick über wichtige chemische Beschichtungen für die Proteintrennung.- 5.3.3.1 Konventionelle Beschichtungen.- 5.3.3.2 Polymere Beschichtungen.- 5.3.4 Zusammenfassung.- 6 Micellare Elektrokinetische Chromatographie (MEKC).- 7 Trennung von Enantiomeren in der CE.- 7.1 Enantiomerentrennungen mit Hilfe von Cyclodextrinen als chirale Selektoren.- 7.1.1 Neutrale Cyclodextrine.- 7.1.2 Ionische Cyclodextrine.- 7.2 Andere Trennsysteme.- 8 Kapillar-Gelelektrophorese (CGE).- 8.1 Gele auf Acrylamid-Basis.- 8.1.1 Herstellung und Handhabung gelgefüllter Kapillaren.- 8.1.2 Quervernetzte Polyacrylamidgele.- 8.1.3 Lineare Polyacrylamidgele (LPA).- 8.1.3.1 Trennung von DNA-Fragmenten mit LPA.- 8.1.3.2 SDS PAGE (Polyacrylamid-Gelelektrophorese) von Proteinen.- 8.2 Gele auf Polysaccharidbasis und anderen Polymeren.- 8.3 Migrationsmodelle von Biopolymeren in Polymerlösungen.- 9 Isoelektrische Fokussierung in Kapillaren (CIEF).- 10 Andere Trenntechniken in der CE.- 10.1 Isotachophorese (ITP).- 10.2 Elektrochromatographie (EC).- 11 Anleitung zur Fehlersuche in der CE.- 11.1 Bestimmung der Fehlerursache.- Test 1: Aufnahme einer Durchbruchskurve unter Spüldruck.- Test 2: Aufnahme einer Durchbruchskurve mit Injektionsdruck.- Test 3: Überprüfung der Spannungsquelle.- 11.2 Störfallszenarien: ¿Was tun, wenn¿¿.- 12 Literaturverzeichnis.- 12.1 Zitierte Literatur.- 12.2 Weiterführende Literatur.- 12.3 Bezugsquellenverzeichnis.- 13 Danksagung.- Sachwortverzeichnis.