11.25 : Elettroforesi: Panoramica

L'elettroforesi è una potente tecnica di separazione analitica che si basa sulla diversa migrazione di specie cariche quando sottoposte a un campo elettrico. Il punto di forza dell'elettroforesi risiede nella sua capacità di separare specie ad alto peso molecolare in miscele complesse. Ha trovato ampio utilizzo in biochimica, biologia molecolare e chimica analitica, consentendo la separazione di composti come amminoacidi, nucleotidi, carboidrati e proteine ​​con un'eccellente risoluzione.

Esistono due tipologie principali per le separazioni elettroforetiche: elettroforesi su gel ed elettroforesi capillare. L'elettroforesi su gel utilizza una matrice di gel, come agarosio o poliacrilammide, che agisce come un setaccio, consentendo alle molecole di muoversi attraverso i pori. L'elettroforesi capillare impiega uno stretto tubo capillare riempito con una soluzione tampone, fornendo una separazione ad alta risoluzione con tempi di analisi rapidi e disposizioni minime di campione. Sebbene l'elettroforesi su gel sia ampiamente utilizzata in biochimica e biologia per separare specie ad alta massa molecolare, l'elettroforesi capillare è una evoluzione più recente con diversi vantaggi.

L'elettroforesi capillare è una tecnica di separazione utilizzata per analizzare miscele complesse di analiti in base alle loro diverse velocità di migrazione in un campo elettrico applicato. In questo metodo, un campione viene iniettato all’interno di uno stretto tubo capillare riempito con una soluzione tampone e viene applicato un campo elettrico per facilitare la separazione. La velocità di migrazione dell'analita dipende dalla sua carica e dimensione. Gli ioni più piccoli e più carichi migrano più velocemente di quelli più grandi e meno carichi. Nell'elettroforesi capillare, la migrazione dei componenti del campione è influenzata da due tipi di mobilità: la mobilità elettroforetica e la mobilità elettrosmotica. La mobilità elettroforetica è la risposta del soluto al campo elettrico applicato, con i cationi che si muovono verso il catodo caricato negativamente, gli anioni che si muovono verso l'anodo caricato positivamente e le specie neutre che rimangono stazionarie. La mobilità elettrosmotica si manifesta quando la soluzione tampone si muove attraverso il capillare in risposta al campo elettrico, in genere verso il catodo.

In condizioni normali, l'elettroforesi capillare separa prima i cationi, seguiti dalle specie neutre e, infine, gli anioni. Questa separazione si basa sulle rispettive mobilità elettroforetiche e velocità di flusso elettrosmotico. In particolare, tutte le specie separate vengono eluite dalla stessa estremità del capillare, consentendone il rilevamento mediante rilevatori quantitativi. I segnali del rilevatore producono un elettroferogramma simile a un cromatogramma, ma con picchi più stretti.

L'elettroforesi capillare è un potente strumento per l'analisi qualitativa e quantitativa di miscele complesse. Fornisce informazioni simili a quelle ottenute da altre tecniche di separazione, come la gascromatografia (GC) o la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC).