Electroforeza capilară

Electroforeza capilară , cunoscută și sub numele de electroforeză în zona capilară, poate fi utilizată pentru a separa speciile ionice folosind sarcini ionice și forțe de frecare. În electroforeza tradițională, particulele încărcate electric se mișcă într-un lichid conductor sub influența unui câmp electric . Tehnica electroforezei capilare, introdusă în anii 1960 , este concepută pentru a separa speciile pe baza dimensiunii raportului de încărcare într-un capilar mic umplut cu un electrolit .

Instrumentaţie

Echipamentul necesar pentru aplicarea tehnicii este relativ simplu. Un exemplu schematic al unui sistem de electroforeză capilară este prezentat în figura 1 . Principalele componente ale sistemului sunt un flacon care conține proba, o sursă și un flacon țintă, electrozi , un generator de înaltă tensiune , un detector, un sistem de colectare a datelor și suportul. Flaconul sursă, flaconul de destinație și capilarul sunt umplute cu un electrolit, cum ar fi o soluție apoasă . Pentru a introduce proba, capătul deschis al capilarului este introdus în flaconul care îl conține și apoi, după absorbția probei datorită capilarității (sau compresiei ), revine la poziția sa inițială. Migrarea particulelor este apoi produsă utilizând un câmp electric care se aplică între sursă și flaconul țintă prin conectarea electrozilor la generatorul de înaltă tensiune. Trebuie remarcat faptul că toți ionii, fie că sunt pozitivi sau negativi, sunt împinși în aceeași direcție de fluxul electroosmotic , așa cum se indică mai jos. Particulele se separă în timpul mișcării datorită mobilității lor electroforetice și, prin urmare, sunt detectate la celălalt capăt al capilarului. Datele sunt apoi trimise de detector și transmise către sistemul de colectare a datelor ( integrator sau computer ), care le reprezintă ca o electroperogramă, care raportează răspunsul detectorului în funcție de timp . Compușii chimici apar ca vârfuri separate. ^[1]

Figura 1: Schema unui sistem de electroforeză capilară

Revelatie

Separarea prin electroforeză capilară poate fi detectată de mai multe instrumente. Majoritatea instrumentelor comerciale utilizează UV sau UV-Visible (absorbanță) ca modalitate principală de detectare a semnalului. În aceste sisteme, o secțiune a capilarului este utilizată ca detector. Aceasta este pentru a dezvălui analiți care altfel nu ar fi rezolvați. În general, capilarele utilizate pentru electroforeza capilară sunt acoperite cu un polimer pentru a le crește stabilitatea. Cu toate acestea, porțiunea capilară utilizată pentru detectarea UV trebuie să fie transparentă din punct de vedere optic.

Cu probe fluorescente în mod natural sau modificate chimic cu un marker fluorescent pot fi utilizate pentru detectarea fluorescenței . Această metodă de detectare permite o sensibilitate ridicată și o selectivitate mai bună, dar poate fi utilizată numai dacă proba este fluorescentă. Un instrument de electroforeză capilară cu detectare a fluorescenței poate fi complex. Metoda necesită un fascicul de lumină excitator concentrat pe capilar, iar acest lucru poate fi dificil de realizat cu multe surse de lumină. ^[2] Limitele de detecție de 10 ⁻¹⁸ - 10 ⁻²¹ mol au fost obținute prin fluorescență indusă de laser . Sensibilitatea metodei este atribuită intensității mari a luminii incidente și capacității de a focaliza foarte precis lumina pe capilar. ^[1]

Pentru a identifica eșantionul, echipamentul de electroforeză capilară poate fi cuplat direct cu un spectrometru de masă sau cu un spectrometru Raman Spectroscopy (SERS) îmbunătățit la suprafață . În cele mai multe cazuri, la ieșirea din capilar eșantionul este ionizat prin electrospray , iar ionii produși sunt analizați cu spectrometrul de masă. Acest mod necesită soluții tampon volatile, care vor afecta modul de separare și gradul de rezoluție care poate fi atins. ^[2] Măsurarea și analiza necesită, în general, utilizarea unui software specific.

Modalități de separare

Separarea compușilor prin electroforeză capilară depinde de migrația diferențială a analiților într-un câmp electric aplicat. Migrare electroforetică Rata ( $u_{p}$ ${\ displaystyle u_ {p}}$ ${\ displaystyle u_ {p}}$ ) spre electrodul de încărcare opus este:

$u_{p}=\mu _{p}E$ ${\ displaystyle u_ {p} = \ mu _ {p} E}$ ${\ displaystyle u_ {p} = \ mu _ {p} E}$

unde este $\mu _{p}=q/6\pi \eta r$ ${\ displaystyle \ mu _ {p} = q / 6 \ pi \ eta r}$ ${\ displaystyle \ mu _ {p} = q / 6 \ pi \ eta r}$

Tehnici conexe

Așa cum este descris mai sus, separările într-un sistem de electroforeză capilară depind de obicei de diferitele caracteristici de mobilitate electroforetică ale analiților. Cu toate acestea, unele clase de analiți nu pot fi separați de acest efect deoarece sunt neutri, nu sunt încărcați sau pentru că diferențele de mobilitate electroforetică sunt prea mici. Cu toate acestea, există câteva tehnici care pot ajuta la separarea unor astfel de probe utilizând oricum acest sistem. Adăugarea unui agent tensioactiv la electrolit poate facilita separarea compușilor neîncărcați prin cromatografie electrocinetică micelară . Polimerii încărcați , cum ar fi fragmentele de ADN , pot fi separați prin umplerea capilarului cu o matrice de gel care încetinește eluția firelor mai lungi decât a firelor mai scurte. Electroforeza pe gel capilar este o alternativă cu o precizie mai mare decât electroforeza clasică pe gel. Unele sisteme de electroforeză capilară pot fi, de asemenea, utilizate pentru cromatografie lichidă la scară mică sau electrocromatografie capilară. Ele pot fi folosite și pentru izotacoforeză și focalizare izoelectrică .

Notă

^ ^a ^b Skoog, DA; Holler, FJ; Crouch, SR „Principiile analizei instrumentale” ed. A VI-a. Editura Thomson Brooks / Cole: Belmont, CA 2007.
^ ^a ^b Skoog, DA; Holler, FJ; Crouch, SR „Principiile analizei instrumentale” ed. A VI-a. Capitolul 30 Thomson Brooks / Cole Publishing: Belmont, CA 2007.

Bibliografie

Terabe, S.; Otsuka, K.; Ichikawa, K.; Tsuchiya, A.; Ando, T. Anal. Chem . 1984 , 56 , 111.
Terabe, S.; Otsuka, K.; Ichikawa, K.; Tsuchiya, A.; Ando, T. Anal. Chem . 1984 , 56 , 113.
Foley, JP Anal. Chem . 1990 , 62 , 1302.
Carretero, AS; Cruces-Blanco, C.; Ramirez, SC; Pancorbo, AC; Gutierrez, AF J. Agric. Alimente. Chem . 2004, 52 , 5791.
Cavazza, A.; Corradini, C.; Lauria, A.; Nicoletti, I. J. Agric. Food Chem . 2000, 48 , 3324.
Rodrigues, MRA; Caramao, EB; Arce, L.; Rios, A.; Valcarcel, M. J. Agric. Food Chem . 2002, 50 , 425.
Animații CE [1]

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre electroforeza capilară

Portalul chimiei

Portalul de electrochimie

[Baker-1] Skoog, DA; Holler, FJ; Crouch, SR „Principiile analizei instrumentale” ed. A VI-a. Editura Thomson Brooks / Cole: Belmont, CA 2007.

[Cucino-2] Skoog, DA; Holler, FJ; Crouch, SR „Principiile analizei instrumentale” ed. A VI-a. Capitolul 30 Thomson Brooks / Cole Publishing: Belmont, CA 2007.

[1]

[2]

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