Kapiler Elektroforez
Kapiler elektroforez, iyonları ve yüklü türleri, dar, tampon dolu bir kapiler içinde elektrik alanında göç etmeleri prensibiyle ayırmaktadır.
Tanım
Kapiler elektroforez, analitlerin uygulanan bir elektrik alanı altında tampon dolu bir kapiler içinden göç ettiği, elektroozmotik akış üzerine bindirilmiş elektroforetik hareketliliklerine göre ayrıldığı bir ayırma tekniğidir.
Kapsam
Bu konu, erimiş silika kapilerlerde gerçekleştirilen elektriksel olarak yönlendirilen ayırmaları kapsamaktadır: kapiler bölge elektroforezi ve ilgili modlar, elektroozmotik akışın rolü, kapiler içi algılama ve bu yöntemlerin ulaştığı yüksek verimlilikler. Faz ayrımı yerine yük/boyut oranına dayalı ayırmayı ve bunun iyonlara, biyomoleküllere ve kiral analitlere uygulanmasını ele almaktadır.
Temel sorular
- Elektroforetik hareketlilik ve elektroozmotik akış, göç süresini belirlemek için nasıl birleşmektedir?
- Kapiler elektroforez neden bu kadar yüksek ayırma verimliliği sağlamaktadır?
- Bir kapilerin küçük boyutlarıyla hangi algılama şemaları uyumludur?
- Hangi analit sınıfları, kromatografik ayırmadan ziyade elektroforetik ayırma için en uygunudur?
Temel kuramlar
- Elektroforetik göç ve elektroozmotik akış
- Her yüklü analit, elektroforetik hareketliliği tarafından belirlenen bir hızda hareket ederken, tamponun tamamı yüklü kapiler duvarından kaynaklanan elektroozmotik akışla bir elektroda doğru sürüklenmektedir; bu hızların toplamı göç süresini belirlemekte ve akış parabolik olmaktan ziyade neredeyse düz olduğu için çok yüksek verimlilik sağlamaktadır.
Mekanizmalar
Dar bir erimiş silika kapiler tampon ile doldurulur ve üzerine yüksek voltaj uygulanır. Duvar üzerindeki iyonize silanol grupları, ana çözeltiyi dedektörün yanından taşıyan bir elektroozmotik akış oluşturmaktadır; her analitin kendi elektroforetik hareketliliği ise bu harekete eklenmekte veya bu hareketten çıkarılmaktadır. Bu nedenle analitler, yük/boyut oranlarına göre belirlenen zamanlarda algılama noktasına ulaşmaktadır ve düz akış profili, son derece dar bölgeler ve yüksek plaka sayıları üretmektedir.
Klinik önem
Kapiler elektroforez; DNA dizileme ve fragman analizi dahil nükleik asit ayırmaları, protein ve peptit analizi, serum proteinleri ve iyonlarının klinik tayini, farmasötik ve kiral analizler ile minimal tüketiminin avantaj sağladığı küçük hacimli numuneler için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tarihçe
Analitik bir teknik olarak elektroforez, 1930'larda Arne Tiselius tarafından kurulmuştur. Jorgenson ve Lukacs'ın 1981'de açık erimiş silika kapilerlerde bölge elektroforezini göstermesi, dar kapilerlerde mümkün olan yüksek alan şiddetlerinin olağanüstü verimli ayırmalar sağladığını ortaya koymuş, modern kapiler elektroforezi ve otomatik DNA dizilemesindeki merkezi rolünü başlatmıştır.
Öne çıkan isimler
- James W. Jorgenson
- Krynn D. Lukacs
- Arne Tiselius
İlgili konular
Temel eserler
- jorgenson1981
- skoog2017
Sıkça sorulan sorular
- Kapiler elektroforez, kromatografiden nasıl farklılaşmaktadır?
- Kromatografi, iki faz arasındaki diferansiyel dağılım yoluyla ayırma yaparken, kapiler elektroforez yüklü türleri bir elektrik alanındaki göçleri yoluyla ayırmaktadır; bu nedenle sabit bir faza kimyasal afinite yerine yük/boyut oranına bağlıdır.
- Elektroozmotik akış nedir?
- Uygulanan alanın yüklü kapiler duvarına yakın iyonlar üzerindeki etkisiyle kapiler içindeki tamponun toplu hareketidir; nötr ve zıt yüklü türleri bile dedektöre doğru taşımakta ve genel göç yönünü büyük ölçüde belirlemektedir.