Электрофорез История развития Voltaic pile История

Электрофорез

История развития (Voltaic pile)

История развития (электроосмос) П. И. Страхов, ректор МГУ (1805/7), декан ФМФ Ф. Ф. Рейс, профессор МГУ(1801/32) и ММХА (1817/39)

История развития (электроосмос и электрофорез. Ф. Ф. Рейс)

Тизелиус, 1937 Уравнение седиментации…

• • • Ионный состав и ионная сила электрофоретических буферов Температура Значение р. Н буфера Напряжение электрического тока Тип, пористость и вязкость неподвижной фазы (электрофоретического геля)

Буферные растворы 1) Слабая к-та + соль этой к-ты СН 3 СООН СН 3 СОО─ + Н+ СН 3 СООNa → CH 3 COO─ + Na+ + основание + к-та ОН─ + Н Н+ + СН СОО─→ СН 3 СООН 3 ОН─ + Н+ → Н 2 О ОН─ + СН 3 СООН → → СН 3 СОО─ + Н 2 О р. Н не меняется

Буферные растворы 2) Слабое основание + соль этого основания NH 4 OH NH 4+ + OH─ NH 4 Cl → NH 4+ + Cl─ + основание + к-та ОН─ + Н H+ + OH─ → H 2 O OH─ + NH 4+ → NH 4 OH H+ + NH 4 OH → NH 4+ + H 2 O р. Н не меняется

Изоэлектрическая точка 1) Z=0, 2) ς=0 - p. I=p. H.

Тип, пористость и вязкость неподвижной фазы (электрофоретического геля)

Виды электрофоретических методов n 1. Электрофорез с подвижной границей (moving boundary electrophoresis, MBE). 2. Дисковый электрофорез (discontinuous electrophoresis, DE). 3. Зоновый электрофорез (zone electrophoresis, ZE). 4. Изоэлектрическое фокусирование (isoelectric focusing, IEF). 5. Электрофорез в полиакриламидном геле (polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE). 6. Двумерное картирование (2 -D maps). 7. Изотахофорез (isotachophoresis, ITP). 8. Иммунофорез (immunoelectrophoresis, IE). 9. Капиллярный электрофорез (capillary electrophoresis, CE).

Электрофорез с подвижной границей (moving boundary electrophoresis, MBE) Разделение ионизированных компонентов на основе их электрофоретической подвижности. Можно разделить компоненты, очень сильно отличные по заряду Неподвижная фаза: разгоняющий буфер (1), содержащий предварительно введенный образец, заполненный в U-образную трубку:

Дисковый электрофорез Разделение компонентов на основе двух параметров: поверхностного заряда и молекулярной массы Неподвижная фаза: разгоняющий гель (1) + концентрирующий гель (2) + гель образца (3)

Концентирирование в DE

Разделение в DE

Зоновый электрофорез Разделение компонентов смеси на дискретные зоны, стабилизируемые на особых средах с помощью градиентов плотности (растворов неионизируемых в-в: ЭГ, глицерин, сахароза) Неподвижная фаза = стабилизирующая пористая среда (фильтровальная бумага, ацетат целлюлозы, гель, крахмал, поливинил…)

Изоэлектрическое фокусирование Разделение компонентов на основе различий их изоэлектрических точек (p. I) в равновесном градиенте р. Н. Компонент в градиенте р. Н движется до тех пор, пока не достигнет р. Н=p. I, а затем тормозится. Неподвижная фаза = амфолит-носитель: олигопротоносодержащая амино карбоновая кислота, имеющая >4 слабые протеолитические группы

Изотахофорез Разделение компонентов смеси на основе их различных электрофоретических подвижностей, когда данные компоненты вводятся на границе между разгоняющим и тормозящим электролитами Разгоняющий электролит содержит вытесняющий ион (leading ion, L) Тормозящий электролит содержит тормозящий ион (terminating ion, T) Подвижность двух компонентнов анализируемой смеси (А и В): μ(L) > μ(A) > μ(B) > μ(T)

Электрофорез в полиакриламидном геле (SDS-PAGE)

Электрофорез в полиакриламидном геле Разделение компонентов на основе таких параметров, как-то: заряда молекулы, молекулярной массы и размера (радиуса Сток Неподвижная фаза = разгоняющий гель (1) + концентрирующий гель (2)-опционально Параметр Движущая сила Отмена влияния силы Заряд молекулы Потенциал тока; р. Н буферов добавление детергентов (SDS-PAGE) Стоксов радиус молекулы Диффузия в поры геля Денатурация компонентов (мочевина, формамид); Разная вязкость гелей Молекулярная масса Фильтрация компонентов порами геля Градиентные гели (+концентрирующий гель)

Капиллярный электрофорез Разделение компонентов по любым из описанных выше принципов в капилляре. Капилляр: носитель неподвижной фазы (геля) >>> минимизация диффузионных эффектов, размывов и турбулизаций потока >>> сверхвысокие разрешения при разделении компонентов

Serum protein electrophoresis