11.27 : Eletroforese capilar: Aplicações

As separações eletroforéticas capilares oferecem vários modos, cada um com aplicações únicas. Esses modos incluem eletroforese capilar de zona, eletroforese capilar em gel, eletroforese capilar de matriz, focalização isoelétrica capilar, isotacoforese capilar, cromatografia eletrocinética micelar e eletrocromatografia capilar.

A eletroforese capilar de zona (CZE) separa componentes iônicos com base em sua mobilidade eletroforética. Ela tem sido usada para separar proteínas, aminoácidos e carboidratos em um tempo mínimo, tornando-se uma técnica importante no campo em rápida expansão da proteômica. Por exemplo, ela é usada para análise de proteínas em amostras de urina para diagnosticar doença renal crônica e doença arterial coronária.

A eletroforese capilar em gel (CGE) é feita em uma matriz de polímero de gel poroso. Ela fornece uma ação de peneiramento molecular para separar macromoléculas como proteínas, fragmentos de DNA e oligonucleotídeos que têm cargas semelhantes, mas diferem em tamanho. O CGE desempenha um papel significativo no sequenciamento de DNA, particularmente no Projeto Genoma Humano.

A eletroforese capilar de matriz (CAE) opera múltiplos capilares em paralelo para sequenciamento de DNA. O DNA é fragmentado e marcado com corantes fluorescentes, com a sequência determinada pela sequência de cores do corante dos fragmentos eluentes.

O modo de focalização isoelétrica capilar (CIF) separa espécies anfipróticas, como aminoácidos e proteínas que contêm grupos amina de ácido carboxílico fraco e base fraca. Os compostos anfipróticos podem doar ou aceitar prótons; em aminoácidos, esse comportamento anfiprótico resulta em um zwitterion com cargas positivas e negativas. O zwitterion não migra em um campo elétrico quando o pH da solução é igual ao seu ponto isoelétrico (pI), tornando o pI uma característica fundamental na separação de tais moléculas. As separações são baseadas em diferenças nas propriedades de equilíbrio dos analitos, em vez de taxas de migração.

O modo de separação por isotacoforese capilar (CITP) foca na migração com velocidade igual de todas as bandas do analito, separando cátions ou ânions, mas não ambos. Os íons de analito migram com velocidades únicas, formando bandas adjacentes que, em última análise, se movem na mesma velocidade.

A técnica de cromatografia eletrocinética micelar (MEKC) supera a limitação da CZE de não ser capaz de separar espécies neutras adicionando um surfactante como dodecil sulfato de sódio (SDS) à solução tampão. O mecanismo de separação é semelhante à cromatografia líquida (LC), dependendo das diferenças nas constantes de distribuição entre a fase aquosa móvel e a fase pseudoestacionária de hidrocarboneto. A MEKC tem sido utilizada para separar uma ampla variedade de amostras, incluindo misturas de compostos farmacêuticos, vitaminas e explosivos.

Um método alternativo para separar compostos neutros é a eletrocromatografia capilar (CEC). Na CEC, tubos capilares cheios de partículas de sílica variando de 1,5 a 3 mm de tamanho e revestidos com uma fase estacionária não polar são utilizados. A separação de espécies neutras ocorre à medida que elas se distribuem entre a fase estacionária e a solução tampão, esta última atuando como a fase móvel devido ao fluxo eletrosmótico. O processo de separação é semelhante à cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), mas não requer bombas de alta pressão. Além disso, a CEC oferece eficiência superior e tempos de análise reduzidos em comparação à HPLC.

Esses vários modos de eletroforese capilar oferecem uma gama versátil de aplicações, desde a separação de espécies carregadas na CZE até a separação de espécies neutras na MEKC e CEC, bem como separações baseadas em tamanho na CGE.