الرحلان الكهربائي الشعري
يفصل الرحلان الكهربائي الشعري الأيونات والأنواع المشحونة عن طريق هجرتها في مجال كهربائي داخل شعيرة ضيقة مملوءة بمحلول منظم.
Definition
الرحلان الكهربائي الشعري هو تقنية فصل تهاجر فيها المواد التحليلية عبر شعيرة مملوءة بمحلول منظم تحت تأثير مجال كهربائي مطبق، وتنفصل وفقًا لحركتها الكهربائية المتراكبة على التدفق الكهروزموزي.
Scope
يغطي هذا الموضوع عمليات الفصل المدفوعة كهربائيًا التي تُجرى في شعيرات السيليكا المصهورة: الرحلان الكهربائي المنطقي الشعري والأنماط ذات الصلة، ودور التدفق الكهروزموزي، والكشف على الشعيرة، والكفاءات العالية التي تحققها هذه الطرق. ويتناول الفصل القائم على نسبة الشحنة إلى الحجم بدلاً من تقسيم الطور وتطبيقه على الأيونات والجزيئات الحيوية والمواد التحليلية الكيرالية.
Core questions
- كيف تتحد الحركة الكهربائية والتدفق الكهروزموزي لتحديد وقت الهجرة؟
- لماذا يحقق الرحلان الكهربائي الشعري كفاءة فصل عالية جدًا؟
- ما هي مخططات الكشف المتوافقة مع الأبعاد الصغيرة للشعيرة؟
- ما هي فئات المواد التحليلية الأنسب للفصل الكهربائي بدلاً من الفصل الكروماتوغرافي؟
Key theories
- الهجرة الكهربائية والتدفق الكهروزموزي
- تتحرك كل مادة تحليلية مشحونة بسرعة تحددها حركتها الكهربائية، بينما ينجرف المحلول المنظم بأكمله نحو قطب واحد بواسطة التدفق الكهروزموزي الناشئ عن جدار الشعيرة المشحون؛ يحدد مجموع هذه السرعات وقت الهجرة، ولأن التدفق مسطح تقريبًا بدلاً من أن يكون مكافئًا، فإنه ينتج كفاءة عالية جدًا.
Mechanisms
تُملأ شعيرة سيليكا مصهورة ضيقة بمحلول منظم ويُطبق عليها جهد كهربائي عالٍ. تولد مجموعات السيلانول المتأينة على الجدار تدفقًا كهروزموزيًا يحمل المحلول الكلي متجاوزًا الكاشف، بينما تضيف الحركة الكهربائية الخاصة بكل مادة تحليلية أو تطرح من تلك الحركة. وبالتالي تصل المواد التحليلية إلى نقطة الكشف في أوقات تحكمها نسبة الشحنة إلى الحجم، وينتج عن ملف التدفق المسطح مناطق ضيقة للغاية وعدد كبير من الألواح.
Clinical relevance
يُستخدم الرحلان الكهربائي الشعري على نطاق واسع في فصل الأحماض النووية بما في ذلك تسلسل الحمض النووي وتحليل الشظايا، وتحليل البروتينات والببتيدات، والتحديد السريري لبروتينات المصل والأيونات، والتحليل الصيدلاني والكيرالي، وعينات الحجم الصغير حيث يكون استهلاكه الأدنى مفيدًا.
History
تأسست تقنية الرحلان الكهربائي كتقنية تحليلية على يد آرني تيسيليوس في ثلاثينيات القرن الماضي. أظهرت تجربة يورجنسون ولوكاش عام 1981 للرحلان الكهربائي المنطقي في شعيرات السيليكا المصهورة المفتوحة أن شدة المجال العالية الممكنة في الشعيرات الضيقة أعطت فصولًا فعالة بشكل استثنائي، مما أطلق الرحلان الكهربائي الشعري الحديث ودوره المركزي في تسلسل الحمض النووي الآلي.
Key figures
- James W. Jorgenson
- Krynn D. Lukacs
- Arne Tiselius
Related topics
Seminal works
- jorgenson1981
- skoog2017
Frequently asked questions
- كيف يختلف الرحلان الكهربائي الشعري عن الكروماتوغرافيا؟
- تفصل الكروماتوغرافيا عن طريق التقسيم التفاضلي بين طورين، بينما يفصل الرحلان الكهربائي الشعري الأنواع المشحونة عن طريق هجرتها في مجال كهربائي، لذلك يعتمد على نسبة الشحنة إلى الحجم بدلاً من التقارب الكيميائي لطور ثابت.
- ما هو التدفق الكهروزموزي؟
- هو الحركة الكلية للمحلول المنظم عبر الشعيرة الناتجة عن المجال المطبق الذي يؤثر على الأيونات بالقرب من جدار الشعيرة المشحون؛ وهو يحمل حتى الأنواع المحايدة والمشحونة عكسيًا نحو الكاشف ويحدد إلى حد كبير اتجاه الهجرة الكلي.