Elektroforéza

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Elektroforéza je soubor separačních metod, které využívají k dělení látek jejich odlišnou pohyblivost ve stejnosměrném elektrickém poli. Na principu rozdílných elektroforetických mobilit se při ní dělí nabité molekuly (ionty).

Při separaci látek v kapiláře se zde vedle elektroforetického principu (pohyb nabitých molekul v elektrickém poli) uplatňuje též elektroosmotický tok (angl. electroosmotic flow, EOF), což je spontánní tok kapaliny v kapiláře v důsledku náboje (obvykle záporného) na vnitřní stěně kapiláry.

Podle prostředí, ve kterém k separaci dochazí, dál rozlišujeme:

[editovat] Kapilární zónová elektroforéza

Kapilární zónová elektroforéza (též CZE z angl. Capillary Zone Electrophoresis) je druh elektroforézy, při níž jsou nabité molekuly unášeny elektroosmotickým tokem separačního pufru uvnitř kapiláry až k detektoru. Protože tyto ionty migrují v pufru rozdílnými elektroforetickými rychlostmi, dochází k separaci. Během jediného experimentu lze dělit a detekovat jak kladně, tak záporně nabité molekuly (ionty).

[editovat] Kapilární gelová elektroforéza

Kapilární gelová elektroforéza ( též CGE z angl. Capillary Gel Electrophoresis) je druh elektroforézy, při níž se látky rozdělujou na základě pohyblivosti v gelu. V kapiláře se nachází gel, jenž maximalizuje diference mezi elektroforetickými rychlostmi velkých iontů různých tvarů, které různě úspěšně migrují póry gelu.

Gel zabraňuje vzniku elektroosmotického toku, a proto jen jeden druh kladných či záporných iontů putuje směrem k detektoru.

Pohyblivost v gelu závisí na náboji separované molekuly a její molekulové hmotnosti, intenzitě elektrického pole a samozřejmě typu a porozitě gelu (k nejběžnějším gelům patří polyakrylamidový a agarosový gel).

Na rozdíl od CZE při CGE může být separován a detekován během jednoho experimentu pouze jeden typ iontů. Kapilární gelová elektroforéza se využívá zejména pro velké ionty, jakými jsou sacharidy, peptidy, bílkoviny, sestřihy DNA a RNA.

Existují i varianty této metody (elektroforéza v polyakrylamidovém gelu v přítomnosti dodecylsíranu sodného, angl. sodium-dodecyl-sulphate-polyacrylamide-gel-electrophoresis, SDS-PAGE), kde se molekuly bílkovin dělí téměř výhradně podle své molekulové hmotnosti.

Gelová elektroforéza je v současnosti nejrozšířenější elektroforetickou metodou.

Dalšími druhy elektroforézy můžou být:

kapilární izotachoforéza (CITP)

kapilární izoelektrická fokusace CIEF)

micelární elektrokinetická kapilární elektrochromatografie (MEKC)

kapilární elektrochromatografie (CEC)

[editovat] Rychlost

Rychlost elektroforézy lze vyjádřit následujícím vztahem:

υ = C.E.ζ.ε_r.ε₀/η

kde

υ je lineární rychlost pohybu částice,
C je parametr závisející na tvaru částic a tloušťce elektrické dvojvrstvy
E je intenzita elektrického pole
ζ je elektrokinetický potenciál
ε_r je relativní permitivita kapaliny
ε₀ je permitivita vakua
η je viskozita prostředí

[editovat] Historie

V roce 1892 bylo publikováno, že anorganické částice v koloidním roztoku pod vlivem elektrického pole nenáhodně putují. Nedlouho poté byl tento jev popsán i u proteinů ve vodných roztocích.

V roce 1948 byl Nobelovou cenou oceněn Arne Tiselius (švédský chemik), který ve 30. letech minulého století postavil aparaturu separující proteiny krevního séra na základě jejich elektroforetických mobilit.