Electroforeză

Un aparat de electroforeză utilizat de Fred Sanger, de două ori laureat al Premiului Nobel în anii 1950

Mișcarea unui ion într-o soluție electrolitică, sub influența unui câmp electric extern.

Electroforeza este o tehnică analitică și separativă bazată pe mișcarea particulelor încărcate electric (ioni, molecule) scufundate într-un fluid ca urmare a unui câmp electric aplicat fluidului prin intermediul unei perechi de electrozi . Electrozii, cu referire la o celulă electrolitică , catodul care își asumă o sarcină negativă și anodul care asumă o sarcină pozitivă, se numesc catod , prin care particulele se deplasează spre electrod având o sarcină opusă față de sarcina particulei ; în special se deplasează spre catod dacă au o sarcină pozitivă și spre anod dacă au o sarcină negativă; în primul caz procesul se numește cataforeză , în al doilea anaforeză .

Electroforeza este un fenomen electrocinetic particular. Un alt exemplu de fenomen electrocinetic, similar cu electroforeza, este electroosmoza , în care substanțele prezente în stare solidă rămân nemișcate, în timp ce lichidele migrează datorită câmpului electric aplicat.

fundal

Fenomenul electroforezei a fost descris pentru prima dată în 1807 de Ferdinand Friedrich Reuss, care a observat migrația particulelor de argilă scufundate în apă în prezența unui câmp electric extern ^[1] .

Primul dispozitiv care a efectuat electroforeza a fost realizat în 1937 de biochimistul suedez Arne Tiselius ^[2] ^[3] .

Datorită cercetărilor sale privind electroforeza proteinelor , Arne Tiselius a câștigat Premiul Nobel pentru chimie în 1948 ^[3] ^[4] .

Mobilitate electroforetică

Mobilitatea moleculelor din gel variază în funcție de unii parametri: dimensiunea moleculelor, sarcinile, natura și concentrația mediului electroforetic, conformația moleculelor, tensiunea aplicată.

Mobilitatea electroforetică , o cantitate care exprimă tendința unei specii chimice de a se deplasa într-un câmp electric aplicat, poate fi obținută prin exploatarea ecuației lui Henry:

U_{e}={\frac {2\cdot \varepsilon \cdot \zeta \cdot f(ka)}{3\cdot \eta }}

{\ displaystyle U_ {e} = {\ frac {2 \ cdot \ varepsilon \ cdot \ zeta \ cdot f (ka)} {3 \ cdot \ eta}}}

U_ {e} = {\ frac {2 \ cdot \ varepsilon \ cdot \ zeta \ cdot f (ka)} {3 \ cdot \ eta}}

unde este $\,U_{e}$ ${\ displaystyle \, U_ {e}}$ $\, U_ {e}$ este mobilitatea electroforetică, $\,\varepsilon$ ${\ displaystyle \, \ varepsilon}$ $\, \ varepsilon$ este constanta dielectrică , $\,\zeta$ ${\ displaystyle \, \ zeta}$ $\, \ zeta$ potențialul zeta , $\,f(ka)$ ${\ displaystyle \, f (ka)}$ $\, f (ka)$ funcția lui Henry e $\,\eta$ ${\ displaystyle \, \ eta}$ $\,\vârstă$ vâscozitatea solventului .

Electroforeză cu gel de câmp alternativ

Nu toate moleculele de ADN au aceeași formă cu aceeași dimensiune (în ceea ce privește numărul de perechi de baze), ele vor migra în gel într-un mod diferit; pentru a depăși această problemă este posibil să se utilizeze un sistem de câmp alternativ în care moleculele de ADN sunt supuse alternativ la două câmpuri electrice diferite la 90 ° una de cealaltă. Când moleculele sunt, de asemenea, supuse unui câmp perpendicular pe cel al migrației lor, moleculele se vor reorienta în funcție de noul câmp: moleculele mai mici se vor putea reorienta mai repede decât cele mai mari și, prin urmare, vor avea o mobilitate mai mare.

Utilizare tehnologică

Într-o emulsie de latex de cauciuc, de exemplu, picăturile de cauciuc tind să dobândească o sarcină electrică prin absorbția ionilor . Dacă se aplică o diferență de potențial între o pereche de electrozi cufundați în emulsie, particulele de cauciuc migrează către electrodul de încărcare opus, unde se acumulează, trasându-și forma. Cu acest proces, se realizează mănuși chirurgicale din cauciuc și articole similare. În mod similar, multe dintre componentele unei mașini sunt vopsite prin depunere electroforetică. Filtrul electrostatic Cottrell este utilizat în coșuri de fum pentru a reduce emisia de particule de fum în atmosferă , prin depunerea unei părți a acestora pe un electrod plasat în interiorul coșului de fum.

Notă

^ Ferdinand Friedrich (Fedor Fedororvich) Reuss, Mem. Soc. Imperiale Naturalistes de Moscow , vol. 2, 1809, p. 327.
^ Russell , p. 163.
^ ^A ^b(EN) Electrochimie de la mijlocul secolului al XX-lea
^(EN) Premiul Nobel pentru chimie 1948 - Arne Tiselius

Bibliografie

( EN ) Colin Archibald Russell, Gerrylynn K. Roberts, Istoria chimică: recenzii ale literaturii recente , Societatea Regală de Chimie, 2005, ISBN 0-85404-464-7 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre electroforeză

linkuri externe

( EN ) Electroforeză / Electroforeză (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Material educațional și multimedia despre electroforeză pe MolecularLab

Controlul autorității	Tesauro BNCF 15824 · LCCN (EN) sh85042438 · GND (DE) 4014373-9 · BNF (FR) cb119412861 (dată) · NDL (EN, JA) 00.561.327

Portalul de biologie	Portalul chimiei
Portalul de electrochimie	Portalul de fizică

[1] Ferdinand Friedrich (Fedor Fedororvich) Reuss, Mem. Soc. Imperiale Naturalistes de Moscow , vol. 2, 1809, p. 327.

[2] Russell , p. 163.

[cd1950-3] A ^b(EN) Electrochimie de la mijlocul secolului al XX-lea

[4] (EN) Premiul Nobel pentru chimie 1948 - Arne Tiselius

[1]

[2]

[3]

[4]

V · D · M Chimie electroanalitică
Bazele teoretice	Chimie analitică · Electrochimie
Tehnici conductometrice	Conductometrie · Titrare conductometrică
Tehnici potențiometrice	Potențiometria · potențiometrică titrare
Tehnici voltametrice	Voltammetry -Polarografie Cyclovoltammetry liniara scanare voltammetry variind Treptat voltammetry electrodul rotativ voltammetry diferential puls voltammetry puls tradițională voltammetry pătrat val voltammetry Adsorbția și redizolvarea voltammetry Anod redizolvarea voltammetry catodic
Tehnici amperometrice	Amperometry · cronoamperometria · amperometric Titrarea
Tehnici culometrice	Coulometrie · Electrogravimetry · Coulometric titrare
Tehnici electroforetice	Electroforeză · Electroforeză capilară · Electroforeză bidimensională