Eletroforese Capilar

A eletroforese capilar separa íons e espécies carregadas pela sua migração em um campo elétrico dentro de um capilar estreito preenchido com tampão.

Definition

A eletroforese capilar é uma técnica de separação na qual os analitos migram através de um capilar preenchido com tampão sob um campo elétrico aplicado, separando-se de acordo com sua mobilidade eletroforética superposta ao fluxo eletrosmótico.

Scope

Este tópico abrange separações eletricamente conduzidas realizadas em capilares de sílica fundida: eletroforese capilar em zona e modos relacionados, o papel do fluxo eletrosmótico, detecção on-capilar e as altas eficiências que esses métodos alcançam. Ele trata da separação baseada na razão carga-tamanho, em vez de partição de fase, e sua aplicação a íons, biomoléculas e analitos quirais.

Core questions

• Como a mobilidade eletroforética e o fluxo eletrosmótico se combinam para determinar o tempo de migração?
• Por que a eletroforese capilar alcança uma eficiência de separação tão alta?
• Quais esquemas de detecção são compatíveis com as pequenas dimensões de um capilar?
• Quais classes de analitos são mais adequadas para separação eletroforética em vez de cromatográfica?

Key theories

Migração eletroforética e fluxo eletrosmótico

Cada analito carregado move-se a uma velocidade definida por sua mobilidade eletroforética, enquanto todo o tampão é arrastado em direção a um eletrodo pelo fluxo eletrosmótico resultante da parede capilar carregada; a soma dessas velocidades determina o tempo de migração e, como o fluxo é quase plano em vez de parabólico, produz uma eficiência muito alta.

Mechanisms

Um capilar estreito de sílica fundida é preenchido com um tampão e uma alta voltagem é aplicada através dele. Os grupos silanol ionizados na parede geram um fluxo eletrosmótico que transporta a solução em massa para além do detector, enquanto a mobilidade eletroforética de cada analito adiciona ou subtrai desse movimento. Os analitos, portanto, atingem o ponto de detecção em tempos governados pela sua razão carga-tamanho, e o perfil de fluxo plano produz zonas extremamente estreitas e altas contagens de pratos.

Clinical relevance

A eletroforese capilar é amplamente utilizada para separações de ácidos nucleicos, incluindo sequenciamento de DNA e análise de fragmentos, análise de proteínas e peptídeos, determinação clínica de proteínas e íons séricos, análise farmacêutica e quiral, e amostras de pequeno volume onde seu consumo mínimo é vantajoso.

History

A eletroforese como técnica analítica foi estabelecida por Arne Tiselius na década de 1930. A demonstração de Jorgenson e Lukacs em 1981 da eletroforese em zona em capilares abertos de sílica fundida mostrou que as altas intensidades de campo possíveis em capilares estreitos proporcionavam separações excepcionalmente eficientes, lançando a eletroforese capilar moderna e seu papel central no sequenciamento automatizado de DNA.

Key figures

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

Seminal works

• jorgenson1981
• skoog2017

Frequently asked questions

Como a eletroforese capilar difere da cromatografia?

A cromatografia separa por partição diferencial entre duas fases, enquanto a eletroforese capilar separa espécies carregadas pela sua migração em um campo elétrico, dependendo, portanto, da razão carga-tamanho em vez da afinidade química por uma fase estacionária.

O que é fluxo eletrosmótico?

É o movimento em massa do tampão através do capilar causado pelo campo aplicado que atua sobre os íons próximos à parede capilar carregada; ele transporta até mesmo espécies neutras e com carga oposta em direção ao detector e, em grande parte, define a direção geral da migração.