الکتروفورز مویین

الکتروفورز مویین، یون‌ها و گونه‌های باردار را بر اساس مهاجرت آن‌ها در یک میدان الکتریکی در داخل یک مویینه‌ی باریک پر از بافر، از یکدیگر جدا می‌کند.

Definition

الکتروفورز مویین یک تکنیک جداسازی است که در آن آنالیت‌ها تحت یک میدان الکتریکی اعمال شده از طریق یک مویینه‌ی پر از بافر مهاجرت می‌کنند و بر اساس تحرک الکتروفورتیک خود که بر جریان الکترواسموتیک سوار شده است، از یکدیگر جدا می‌شوند.

Scope

این موضوع جداسازی‌های الکتریکی انجام شده در مویینه‌های سیلیس ذوب‌شده را پوشش می‌دهد: الکتروفورز منطقه‌ای مویین و حالت‌های مرتبط، نقش جریان الکترواسموتیک، تشخیص روی مویینه، و کارایی‌های بالایی که این روش‌ها به دست می‌آورند. این روش جداسازی بر اساس نسبت بار به اندازه را به جای تقسیم فاز و کاربرد آن در یون‌ها، مولکول‌های زیستی و آنالیت‌های کایرال مورد بررسی قرار می‌دهد.

Core questions

• چگونه تحرک الکتروفورتیک و جریان الکترواسموتیک با هم ترکیب می‌شوند تا زمان مهاجرت را تعیین کنند؟
• چرا الکتروفورز مویین به چنین کارایی جداسازی بالایی دست می‌یابد؟
• چه طرح‌های تشخیصی با ابعاد کوچک یک مویینه سازگار هستند؟
• کدام دسته‌های آنالیت برای جداسازی الکتروفورتیک به جای کروماتوگرافی مناسب‌تر هستند؟

Key theories

مهاجرت الکتروفورتیک و جریان الکترواسموتیک

هر آنالیت باردار با سرعتی که توسط تحرک الکتروفورتیک آن تعیین می‌شود حرکت می‌کند، در حالی که کل بافر توسط جریان الکترواسموتیک ناشی از دیواره‌ی مویینه‌ی باردار به سمت یک الکترود کشیده می‌شود؛ مجموع این سرعت‌ها زمان مهاجرت را تعیین می‌کند و به دلیل اینکه جریان تقریباً مسطح است نه سهموی، کارایی بسیار بالایی را به همراه دارد.

Mechanisms

یک مویینه‌ی باریک سیلیس ذوب‌شده با بافر پر می‌شود و ولتاژ بالایی در طول آن اعمال می‌گردد. گروه‌های سیلانول یونیزه شده روی دیواره، یک جریان الکترواسموتیک ایجاد می‌کنند که محلول اصلی را از کنار آشکارساز عبور می‌دهد، در حالی که تحرک الکتروفورتیک هر آنالیت به این حرکت اضافه یا از آن کم می‌کند. بنابراین، آنالیت‌ها در زمان‌هایی به نقطه‌ی تشخیص می‌رسند که توسط نسبت بار به اندازه‌ی آن‌ها تعیین می‌شود، و پروفایل جریان مسطح، مناطق بسیار باریک و تعداد صفحات بالا را تولید می‌کند.

Clinical relevance

الکتروفورز مویین به طور گسترده‌ای برای جداسازی اسیدهای نوکلئیک از جمله توالی‌یابی DNA و تحلیل قطعات، تحلیل پروتئین و پپتید، تعیین بالینی پروتئین‌ها و یون‌های سرم، تحلیل دارویی و کایرال، و نمونه‌های با حجم کم که مصرف حداقل آن مزیت دارد، استفاده می‌شود.

History

الکتروفورز به عنوان یک تکنیک تحلیلی توسط آرنه تیسلیوس در دهه 1930 پایه‌گذاری شد. نمایش الکتروفورز منطقه‌ای در مویینه‌های سیلیس ذوب‌شده باز توسط یورگنسون و لوکاس در سال 1981 نشان داد که شدت میدان‌های بالای ممکن در مویینه‌های باریک، جداسازی‌های فوق‌العاده کارآمدی را فراهم می‌کند و الکتروفورز مویین مدرن و نقش مرکزی آن در توالی‌یابی خودکار DNA را آغاز کرد.

Key figures

• James W. Jorgenson
• Krynn D. Lukacs
• Arne Tiselius

Seminal works

• jorgenson1981
• skoog2017

Frequently asked questions

الکتروفورز مویین چه تفاوتی با کروماتوگرافی دارد؟

کروماتوگرافی با تقسیم دیفرانسیلی بین دو فاز جداسازی می‌کند، در حالی که الکتروفورز مویین گونه‌های باردار را با مهاجرت آن‌ها در یک میدان الکتریکی جدا می‌کند، بنابراین به جای وابستگی به تمایل شیمیایی برای یک فاز ثابت، به نسبت بار به اندازه بستگی دارد.

جریان الکترواسموتیک چیست؟

این حرکت کلی بافر از طریق مویینه است که توسط میدان اعمال شده بر یون‌های نزدیک دیواره‌ی مویینه‌ی باردار ایجاد می‌شود؛ این جریان حتی گونه‌های خنثی و با بار مخالف را به سمت آشکارساز می‌برد و عمدتاً جهت کلی مهاجرت را تعیین می‌کند.