微量样品预处理是复杂蛋白组分析不可缺少的步骤。微型自由流电泳作为条件温和的微量样品连续制备分离方法在生物样品预处理中有很大的潜力。通常自由流电泳系统的电极室与分离室之间的离子导通是通过微通道或者中性离子导电膜来实现的。对于带有固定电荷和纳米孔结构的膜(如离子交换膜)，电场通过时可导致其两侧的浓度极化等。微纳界面上的浓度极化已经在带电组分的浓集中展示出了很高的浓集效率[1]。浓度极化在自由流电泳系统中的表现及作用目前尚无研究。我们在自建的微型自由流电泳系统中将离子交换膜用于电极和分离室的隔离，研究了不同阴离子和阳离子交换膜配置下的浓度极化行为及对分离室内的支持电解质的离子空间分布的影响。用荧光成像和收集组分的电导率及酸度初步分析发现，离子交换膜隔离的分离室内不仅表现出显著的浓度极化，而且伴有水解离现象[2]。阴离子交换膜表面的水解离效应要高于阳离子交换膜表面的水解离效应。分离室高度(50～150μm)较大时膜表面易发生"涡流"现象。利用如上浓度极化及水解离造成的pH分布变化，探讨了模型混合蛋白的浓集及预分离。对收集的组分的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳表征初步显示了对蛋白的预分离和浓集效果。