„Elektroforézis” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
a Hungarikusz Firkász átnevezte a(z) Elektroforetikus analitikai módszerek fogalomtára lapot Elektroforézis lapra átirányítás nélkül: laptörténetek összefésülése: felszámolandó lap át-/visszanevezése |
általános szócikk szerepre formázás |
||
1. sor:
{{forma|1=}}
{{nincs forrás}}
Az '''elektroforézis''' elektormos töltésű kolloid részecskék vándorlása folyadékban vagy gázban elektromos térben. Olyan nagy teljesítőképességű elválasztástechnikai módszer, amely azon alapszik hogy a különböző elektroforetikus mozgékonysággal jellemezhető részecskék elektromos erőtérben különböző sebességekkel mozognak, így egymástól elválasztódnak
Az '''elektroozmotikus áramlás''' (electroosmotic flow, EOF) olyan, az elektroforetikus módszereknél általában fellépő alapvető jelenség, amikor az elektromos tér hatására a folyadék egy töltéssel bíró felület (kapilláris elektroforézisnél a kvarckapilláris) mentén áramlik. Nagysága és iránya függ a felület töltésétől és a kapillárisban levő oldat jellegétől. Az elektroozmotikus mozgékonyság (μ<sub>EOF</sub>) a zéta-potenciáltól (ζ), a közeg permeábilitásától (ε) és az oldat viszkozitásától (η) a következő egyenlet szerint függ:▼
<math> \mu_{EOF}= \frac{ \zeta \epsilon}{4 \pi \eta}</math>▼
Kísérletileg az elektroozmotikus mozgékonyságot a következő egyenlet alapján lehet meghatározni:▼
<math> \mu_{EOF}= \frac{v_{EOF}}{E}=\frac{L_{eff} L_{t}}{t_{EOF} U}</math>,▼
ahol v<sub>EOF</sub> az elektroozmotikus áramlás sebessége, E az alkalmazott térerősség, L<sub>eff</sub> a kapilláris effektív hossza, L<sub>t</sub> a kapilláris teljes hossza, t<sub>EOF</sub> a töltés nélküli komponens (EOF marker) migrációs ideje és U az alkalmazott feszültség.▼
A '''diszk-elektroforézis''' (disc-electrophoresis) olyan nagy felbontóképességű poliakrilamid-gél elektroforézis (PAGE) technika, mely két különböző koncentrációjú poliakrilamid gélt, és három különböző pufferrendszert alkalmaz. Az elválasztógél fölé egy ún. koncentráló gélt polimerizálnak, melynek akrilamid koncentrációja az elválasztógélénél jóval alacsonyabb, így itt a molekulaszűrő hatás még nem érvényesül, de a gélbe felvitt minta komponensei kisebb térfogatba koncentrálódva érik el az elválasztógélt.▼
'''Kohlrausch I. törvénye''' Az ionok független vándorlásának törvénye. Az ionmozgékonyság kizárólag a kérdéses ion tulajdonsága, független minden más, az oldatban megtalálható ion minőségétől. Ezért az anionok és kationok egymástól függetlenül járulnak hozzá az elektromos vezetéshez, vagyis a moláris fajlagos vezetőképesség a kationok és anionok ionos moláris fajlagos vezetőképességének összege.▼
'''Kohlrausch II. törvénye''' Erős elektrolitok esetére megadja a moláris fajlagos vezetésnek az elektrolit koncentrációjától való függését.▼
'''Elektroforetikus hatás'''on azt értjük, hogy az elektroforézis során a mozgó ion súrlódik az oldószer molekulákon, de ha az ellentétes töltésű ionatmoszféra is jelen van, akkor a súrlódás mértéke tovább növekszik, mert az ellentétes töltésű ionfelhő éppen ellenkező irányba mozog, mint az ion.▼
'''Relaxációs hatás'''on azt értjük, hogy elektroforézis során az ionatmoszférát kialakító ionok nem tudnak pillanatszerűen igazodni a mozgó ionhoz, így a töltésfelhő nem tud kialakulni teljes mértékben az ion előtt és nem bomlik el teljesen az ion mögött. Emiatt a töltésfelhő elektromos középpontja nem a mozgó ion helyén lesz, hanem kevéssé mögötte. Mivel az ion és a töltésfelhő középpontjának töltése éppen ellentétes, ez lassítja az ion vándorlását.▼
'''Merev/diffúz kettős réteg, zéta potenciál'''. A kvarc kapilláris felülete és az elektrolitoldat határfelülete között kettős ionos réteg (így elektromos potenciál) alakul ki. A merev rétegen belül a potenciál lineárisan, a diffúz kettősréteg potenciálja pedig exponenciálisan csökken a felülettől távolodva. A merev kettősréteg vastagsága, az adszorbeálódott ellenionok monomolekuláris rétegét feltételezve, molekuláris tartományúnak vehető. A diffúz kettősréteg vastagsága megegyezik az ionatmoszféra sugarával.▼
'''Elektrodiszperzió''' jelensége akkor lép fel, ha a puffer és a mintazónák vezetése között nagy a különbség, és emiatt az elektromos térerősség lokális megváltozása a zónák torzulásához, és ezen keresztül az elválasztási hatékonyság romlásához vezet. Ha a mintarészecskék mozgékonysága nagyobb a puffer mozgékonyságánál, akkor a mintazóna eleje diffúzzá, míg hátulsó része élessé válik. Ellenkező esetben, amikor a mintazóna a puffernél kisebb mozgékonyságú, a mintazóna elülső széle lesz élesebb.▼
'''Túlterhelési jelenségek''' (overburdening effect) akkor figyelhetők meg, ha túlságosan nagy mennyiségű mintát injektálunk az elválasztó rendszerbe. Mivel a kapilláris elektroforézisnél nincs igazi állófázis és az elválasztásnál injektált mintamennyiség csak legfeljebb néhány μL lehet, túlterhelési jelenségek könnyen előfordulhatnak.▼
Az [[elektrolízis]] elektromos áram hatására végbemenő elektrokémiai folyamat. Egyenáram hatására a kationok az elektronfelesleggel rendelkező, negatív töltésű katód felé vándorolnak, és ott redukálódnak, míg az anionok az elektronhiányos, pozitív töltésű anód felé vándorolnak, és ott oxidálódnak.▼
== Elektroforetikus analitikai módszerek ==
Az elektroforetikus analitikai módszerek az elválasztástechnikai módszerek egyik nagy csoportját alkotják. Mivel egy viszonylag új és jelenleg is fejlődő [[analitikai kémia]]i tudományterületről van szó, a fogalomtár folyamatos bővülése, a meglévő fogalmak tartalmának kisebb változása várható. A fogalmak nagyrésze az angol nyelvű szakszavak magyar fordításával jött létre. Sok esetben az angol nyelvű szakszó magyar nyelvi megfelelőjét még nem fogadta el teljes mértékben a szakma, és jelenleg többféle verzió is használatos. Néhány fogalom tekintetében, előfordulhat, hogy ugyanazon fogalmat kissé eltérő értelemben használnak. A fogalomtár elindításának célja a fogalmak magyar elnevezésének és jelentésének tisztázása.
===Az elektroforézis általános módszerei===
Az '''elektroforézis''' olyan nagy teljesítőképességű elválasztástechnikai módszer, amely azon alapszik, hogy a különböző elektroforetikus mozgékonysággal jellemezhető részecskék elektromos erőtérben különböző sebességekkel mozognak, így egymástól elválasztódnak.
12 ⟶ 44 sor:
A '''stacionárius (steady-state) elektroforézis''' (stationary (steady-state) electrophoresis) az elektroforézis egyik módszere, melynél a zónák végső pozíciói (egymáshoz viszonyított helyzetük) nem időfüggőek. (Röviddel az elektroforetizálás megindítása után egy stacionárius állapot alakul ki, melynél a zónák szélessége és pozíciói állandóak.)
====Gélelektroforetikus módszerek====
A '''gélelektroforézis''' (gel electrophoresis) géles (pl. poliakrilamid, agaróz) közegben végzett elektroforézis, elsősorban fehérjék, DNS és más biológiai makromolekulák elválasztására. Detektálás az elválasztást követően, festéses, színezéses, blottolásos eljárással történik.
19 ⟶ 51 sor:
A '''nátrium dodecil szulfát - poliakrilamid-gél elektroforézis''' (sodium dodecyl sulfate - polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)olyan gélelektroforetikus módszer, ahol a gél SDS-t tartalmaz, mely a fehérjék felületére adszorbeálódva konstans töltés/tömeg aránnyal jellemezhető részecskéket eredményez. Az elválasztásra csak a molekulaszűrési effektus, és így a fehérje molekulatömege (mérete) van hatással. A módszert fehérjék molekulatömegének meghatározására használják.
====Kapilláris elektroforetikus módszerek====
A '''[[kapilláris elektroforézis]]''' (capillary electrophoresis, CE) kapillárisban (tipikusan 0,1 mm-nél kisebb belső átmérőjű, 0,4–1 m hosszú kvarckapillárisban) nagyfeszültség (15–30 kV) alkalmazásával végrehajtott elektroforézis. A CE készülékekben automatikus mintainjektálást, a kapillárison történő diódasoros UV spektrometriás detektálást, számítógépes vezérlést és adatkiértékelést alkalmaznak.
34 ⟶ 66 sor:
A '''kapilláris elektrokromatográfia''' (capillary electrochromatography, CEC) olyan a kapilláris elektroforézis készülékben alkalmazható elválasztástechnikai módszer, ahol egy kromatográfiás (HPLC) állófázissal töltött kapillárisban a mintát és a mozgófázist az elektroozmózis áramoltatja. A komponensek elválasztódása kromatográfiás és elektroforetikus hatások kombinációján alapul.
====Eljárások, technikai jellegű fogalmak====▼
▲===Alapfogalmak===
▲Az '''elektroozmotikus áramlás''' (electroosmotic flow, EOF) olyan, az elektroforetikus módszereknél általában fellépő alapvető jelenség, amikor az elektromos tér hatására a folyadék egy töltéssel bíró felület (kapilláris elektroforézisnél a kvarckapilláris) mentén áramlik. Nagysága és iránya függ a felület töltésétől és a kapillárisban levő oldat jellegétől. Az elektroozmotikus mozgékonyság (μ<sub>EOF</sub>) a zéta-potenciáltól (ζ), a közeg permeábilitásától (ε) és az oldat viszkozitásától (η) a következő egyenlet szerint függ:
▲<math> \mu_{EOF}= \frac{ \zeta \epsilon}{4 \pi \eta}</math>
▲Kísérletileg az elektroozmotikus mozgékonyságot a következő egyenlet alapján lehet meghatározni:
▲<math> \mu_{EOF}= \frac{v_{EOF}}{E}=\frac{L_{eff} L_{t}}{t_{EOF} U}</math>,
▲ahol v<sub>EOF</sub> az elektroozmotikus áramlás sebessége, E az alkalmazott térerősség, L<sub>eff</sub> a kapilláris effektív hossza, L<sub>t</sub> a kapilláris teljes hossza, t<sub>EOF</sub> a töltés nélküli komponens (EOF marker) migrációs ideje és U az alkalmazott feszültség.
▲A '''diszk-elektroforézis''' (disc-electrophoresis) olyan nagy felbontóképességű poliakrilamid-gél elektroforézis (PAGE) technika, mely két különböző koncentrációjú poliakrilamid gélt, és három különböző pufferrendszert alkalmaz. Az elválasztógél fölé egy ún. koncentráló gélt polimerizálnak, melynek akrilamid koncentrációja az elválasztógélénél jóval alacsonyabb, így itt a molekulaszűrő hatás még nem érvényesül, de a gélbe felvitt minta komponensei kisebb térfogatba koncentrálódva érik el az elválasztógélt.
▲'''Kohlrausch I. törvénye''' Az ionok független vándorlásának törvénye. Az ionmozgékonyság kizárólag a kérdéses ion tulajdonsága, független minden más, az oldatban megtalálható ion minőségétől. Ezért az anionok és kationok egymástól függetlenül járulnak hozzá az elektromos vezetéshez, vagyis a moláris fajlagos vezetőképesség a kationok és anionok ionos moláris fajlagos vezetőképességének összege.
▲'''Kohlrausch II. törvénye''' Erős elektrolitok esetére megadja a moláris fajlagos vezetésnek az elektrolit koncentrációjától való függését.
▲'''Elektroforetikus hatás'''on azt értjük, hogy az elektroforézis során a mozgó ion súrlódik az oldószer molekulákon, de ha az ellentétes töltésű ionatmoszféra is jelen van, akkor a súrlódás mértéke tovább növekszik, mert az ellentétes töltésű ionfelhő éppen ellenkező irányba mozog, mint az ion.
▲'''Relaxációs hatás'''on azt értjük, hogy elektroforézis során az ionatmoszférát kialakító ionok nem tudnak pillanatszerűen igazodni a mozgó ionhoz, így a töltésfelhő nem tud kialakulni teljes mértékben az ion előtt és nem bomlik el teljesen az ion mögött. Emiatt a töltésfelhő elektromos középpontja nem a mozgó ion helyén lesz, hanem kevéssé mögötte. Mivel az ion és a töltésfelhő középpontjának töltése éppen ellentétes, ez lassítja az ion vándorlását.
▲'''Merev/diffúz kettős réteg, zéta potenciál'''. A kvarc kapilláris felülete és az elektrolitoldat határfelülete között kettős ionos réteg (így elektromos potenciál) alakul ki. A merev rétegen belül a potenciál lineárisan, a diffúz kettősréteg potenciálja pedig exponenciálisan csökken a felülettől távolodva. A merev kettősréteg vastagsága, az adszorbeálódott ellenionok monomolekuláris rétegét feltételezve, molekuláris tartományúnak vehető. A diffúz kettősréteg vastagsága megegyezik az ionatmoszféra sugarával.
▲'''Elektrodiszperzió''' jelensége akkor lép fel, ha a puffer és a mintazónák vezetése között nagy a különbség, és emiatt az elektromos térerősség lokális megváltozása a zónák torzulásához, és ezen keresztül az elválasztási hatékonyság romlásához vezet. Ha a mintarészecskék mozgékonysága nagyobb a puffer mozgékonyságánál, akkor a mintazóna eleje diffúzzá, míg hátulsó része élessé válik. Ellenkező esetben, amikor a mintazóna a puffernél kisebb mozgékonyságú, a mintazóna elülső széle lesz élesebb.
▲'''Túlterhelési jelenségek''' (overburdening effect) akkor figyelhetők meg, ha túlságosan nagy mennyiségű mintát injektálunk az elválasztó rendszerbe. Mivel a kapilláris elektroforézisnél nincs igazi állófázis és az elválasztásnál injektált mintamennyiség csak legfeljebb néhány μL lehet, túlterhelési jelenségek könnyen előfordulhatnak.
▲Az [[elektrolízis]] elektromos áram hatására végbemenő elektrokémiai folyamat. Egyenáram hatására a kationok az elektronfelesleggel rendelkező, negatív töltésű katód felé vándorolnak, és ott redukálódnak, míg az anionok az elektronhiányos, pozitív töltésű anód felé vándorolnak, és ott oxidálódnak.
▲===Eljárások, technikai jellegű fogalmak===
Az '''effektív hossz''' az elválasztó kapillárisnak a detektor ablakig terjedő szakasza (kb. 50–75 cm). Ennél 5–15 cm-rel (vagyis a detektor és a kapilláris kimeneti vége közötti távolság nagyságával) hosszabb a teljes kapilláris.
84 ⟶ 87 sor:
'''Lézerrel indukált fluoreszcencia detektálás''' (laser-induced fluorescence detection, LIF) olyan nagy érzékenységű fluoreszcenciás spektrometriás detektálási módszer, ahol a mintát egy adott hullámhosszúságú lézerfénnyel gerjesztik, majd a fluoreszcens komponens által (a röviddel ezt követően) emittált nagyobb hullámhosszúságú fény intenzitását mérik.
====Egyéb kapcsolódó fogalmak, eljárások====
'''Blottolási eljárások'''
| |||