11.25 : Elektroforez: Genel Bakış

Elektroforez, yüklü türlerin bir elektrik alanına maruz kaldığında farklı hızlarda hareket etmesine dayanan güçlü bir analitik ayırma tekniğidir. Elektroforezin temel gücü, karmaşık karışımlardaki yüksek moleküler ağırlıklı türleri ayırma yeteneğinde yatmaktadır. Biyokimya, moleküler biyoloji ve analitik kimyada yaygın bir kullanım alanı bulmuş ve amino asitler, nükleotidler, karbonhidratlar ve proteinler gibi bileşiklerin yüksek çözünürlükle ayrılmasına olanak sağlamıştır.

Elektroforetik ayırmalar için iki ana format vardır: yatay jel elektroforezi ve kapiler elektroforezi. Yatay jel elektroforezi, moleküllerin gözeneklerden geçmesine izin veren bir elek işlevi gören agaroz veya poliakrilamid gibi bir jel matrisi kullanır. Kapiler elektroforez, hızlı analiz süresi ve minimum numune gereksinimleri ile yüksek çözünürlüklü ayırma sağlayan bir tampon çözeltisiyle doldurulmuş dar bir kılcal tüp kullanır. Yatay jel elektroforezi biyokimya ve biyolojide yüksek moleküler ağırlıklı türleri ayırmak için yaygın olarak kullanılsa da, kılcal elektroforez birkaç avantajı olan daha yeni bir gelişmedir.

Kılcal elektroforez, uygulanan bir elektrik alanındaki farklı göç hızlarına göre karmaşık analit karışımlarını analiz etmek için kullanılan bir ayırma tekniğidir. Bu yöntemde, bir numune tampon çözeltiyle doldurulmuş dar bir kılcal tüpe enjekte edilir ve ayırmayı kolaylaştırmak için bir elektrik alanı uygulanır. Analitin göç oranı yüküne ve boyutuna bağlıdır. Küçük ve yüksek yüklü iyonlar, daha büyük ya da daha az yüklü olanlardan daha hızlı göç eder. Kılcal elektroforezde, numune bileşenlerinin göçü iki tür hareketlilikten etkilenir: elektroforetik hareketlilik ve elektroosmotik hareketlilik. Elektroforetik hareketlilik, çözünen maddenin uygulanan elektrik alanına verdiği tepkidir; katyonlar negatif yüklü katoda, anyonlar pozitif yüklü anoda doğru hareket eder ve nötr türler hareketsiz kalır. Elektroosmotik hareketlilik, tampon çözeltisinin elektrik alanına yanıt olarak kılcal damardan, genellikle katoda doğru hareket etmesiyle oluşur.

Normal koşullar altında, kılcal elektroforez önce katyonları, ardından nötr türleri ve son olarak anyonları ayırır. Bu ayırma, ilgili elektroforetik hareketliliklerine ve elektroosmotik akış hızına dayanır. Özellikle, ayrılan tüm türler kılcal damarın aynı ucundan elüe edilir ve bu da kantitatif dedektörler kullanılarak tespit edilmelerine olanak tanır. Dedektör sinyalleri, bir kromatograma benzeyen ancak daha keskin piklere sahip bir elektroferogram üretir.

Kılcal elektroforez, karmaşık karışımların nitel ve nicel analizi için etkili bir yöntemdir. Gaz kromatografisi (GC) veya yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) gibi diğer ayırma tekniklerinden elde edilenlere benzer veriler sunar.