11.25 : Électrophorèse: présentation

L'électrophorèse est une technique de séparation analytique puissante qui repose sur la migration différentielle d'espèces chargées lorsqu'elles sont soumises à un champ électrique. La force principale de l'électrophorèse réside dans sa capacité à séparer des espèces de poids moléculaire élevé dans des mélanges complexes. Elle a trouvé une utilisation répandue en biochimie, en biologie moléculaire et en chimie analytique, permettant la séparation de composés tels que les acides aminés, les nucléotides, les glucides et les protéines avec une excellente résolution.

Il existe deux principaux formats pour les séparations électrophorétiques: l'électrophorèse en plaque et l'électrophorèse capillaire. L'électrophorèse en plaque utilise une matrice de gel, comme l'agarose ou le polyacrylamide, qui agit comme un tamis, permettant aux molécules de se déplacer à travers les pores. L'électrophorèse capillaire utilise un tube capillaire étroit rempli d'une solution tampon, offrant une séparation à haute résolution avec un temps d'analyse rapide et des besoins d'échantillon minimes. Bien que l'électrophorèse en plaque soit largement utilisée en biochimie et en biologie pour séparer les espèces de masse moléculaire élevée, l'électrophorèse capillaire est un développement plus récent avec plusieurs avantages.

L'électrophorèse capillaire est une technique de séparation utilisée pour analyser des mélanges complexes d'analytes en fonction de leurs taux de migration différentiels dans un champ électrique appliqué. Dans cette méthode, un échantillon est injecté dans un tube capillaire étroit rempli d'une solution tamponnée et un champ électrique est appliqué pour faciliter la séparation. Le taux de migration de l'analyte dépend de sa charge et de sa taille. Les ions plus petits et plus chargés migrent plus rapidement que les ions plus gros et moins chargés. Dans l'électrophorèse capillaire, la migration des composants de l'échantillon est influencée par deux types de mobilité: la mobilité électrophorétique et la mobilité électroosmotique. La mobilité électrophorétique est la réponse du soluté au champ électrique appliqué, les cations se déplaçant vers la cathode chargée négativement, les anions se déplaçant vers l'anode chargée positivement et les espèces neutres restant stationnaires. La mobilité électroosmotique se produit lorsque la solution tampon se déplace dans le capillaire en réponse au champ électrique, généralement vers la cathode.

Dans des conditions normales, l'électrophorèse capillaire sépare d'abord les cations, suivis des espèces neutres et enfin des anions. Cette séparation est basée sur leurs mobilités électrophorétiques et leurs vitesses d'écoulement électroosmotiques respectives. Notamment, toutes les espèces séparées sont éluées à partir de la même extrémité du capillaire, ce qui permet leur détection à l'aide de détecteurs quantitatifs. Les signaux du détecteur produisent un électrophorégramme ressemblant à un chromatogramme mais présentant des pics plus étroits.

L'électrophorèse capillaire est un outil puissant pour l'analyse qualitative et quantitative de mélanges complexes. Elle fournit des informations similaires à celles obtenues à partir d'autres techniques de séparation, telles que la chromatographie en phase gazeuse (GC) ou la chromatographie liquide haute performance (HPLC).