Elektroforesis Kapiler

Elektroforesis kapiler memisahkan ion dan spesies bermuatan berdasarkan migrasinya dalam medan listrik di dalam kapiler sempit berisi bufer.

Definition

Elektroforesis kapiler adalah teknik pemisahan di mana analit bermigrasi melalui kapiler berisi bufer di bawah medan listrik yang diterapkan, memisahkan diri sesuai dengan mobilitas elektroforetiknya yang ditumpangkan pada aliran elektroosmotik.

Scope

Topik ini mencakup pemisahan yang digerakkan secara elektrik yang dilakukan dalam kapiler silika-terfusi: elektroforesis zona kapiler dan mode terkait, peran aliran elektroosmotik, deteksi on-kapiler, dan efisiensi tinggi yang dicapai oleh metode ini. Ini membahas pemisahan berdasarkan rasio muatan-terhadap-ukuran daripada partisi fasa dan aplikasinya pada ion, biomolekul, dan analit kiral.

Core questions

• Bagaimana mobilitas elektroforetik dan aliran elektroosmotik bergabung untuk menentukan waktu migrasi?
• Mengapa elektroforesis kapiler mencapai efisiensi pemisahan yang begitu tinggi?
• Skema deteksi apa yang kompatibel dengan dimensi kapiler yang kecil?
• Kelas analit mana yang paling cocok untuk pemisahan elektroforetik daripada kromatografi?

Key theories

Migrasi elektroforetik dan aliran elektroosmotik

Setiap analit bermuatan bergerak dengan kecepatan yang ditentukan oleh mobilitas elektroforetiknya, sementara seluruh bufer tersapu menuju satu elektroda oleh aliran elektroosmotik yang timbul dari dinding kapiler bermuatan; jumlah kecepatan ini menentukan waktu migrasi dan, karena aliran hampir datar daripada parabolik, menghasilkan efisiensi yang sangat tinggi.

Mechanisms

Kapiler silika-terfusi yang sempit diisi dengan bufer dan tegangan tinggi diterapkan di seluruh kapiler. Gugus silanol terionisasi pada dinding menghasilkan aliran elektroosmotik yang membawa sebagian besar larutan melewati detektor, sementara mobilitas elektroforetik masing-masing analit menambah atau mengurangi gerakan tersebut. Oleh karena itu, analit mencapai titik deteksi pada waktu yang ditentukan oleh rasio muatan-terhadap-ukurannya, dan profil aliran yang datar menghasilkan zona yang sangat sempit dan jumlah pelat yang tinggi.

Clinical relevance

Elektroforesis kapiler banyak digunakan untuk pemisahan asam nukleat termasuk sekuensing DNA dan analisis fragmen, analisis protein dan peptida, penentuan klinis protein serum dan ion, analisis farmasi dan kiral, serta sampel bervolume kecil di mana konsumsi minimalnya menguntungkan.

History

Elektroforesis sebagai teknik analitik didirikan oleh Arne Tiselius pada tahun 1930-an. Demonstrasi Jorgenson dan Lukacs pada tahun 1981 mengenai elektroforesis zona dalam kapiler silika-terfusi terbuka menunjukkan bahwa kekuatan medan tinggi yang mungkin terjadi pada kapiler sempit menghasilkan pemisahan yang sangat efisien, meluncurkan elektroforesis kapiler modern dan peran sentralnya dalam sekuensing DNA otomatis.

Key figures

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

Seminal works

• jorgenson1981
• skoog2017

Frequently asked questions

Bagaimana elektroforesis kapiler berbeda dari kromatografi?

Kromatografi memisahkan berdasarkan partisi diferensial antara dua fasa, sedangkan elektroforesis kapiler memisahkan spesies bermuatan berdasarkan migrasinya dalam medan listrik, sehingga bergantung pada rasio muatan-terhadap-ukuran daripada afinitas kimia untuk fasa diam.

Apa itu aliran elektroosmotik?

Ini adalah pergerakan massal bufer melalui kapiler yang disebabkan oleh medan yang diterapkan yang bekerja pada ion-ion di dekat dinding kapiler bermuatan; ini membawa bahkan spesies netral dan bermuatan berlawanan menuju detektor dan sebagian besar menentukan arah migrasi keseluruhan.