11.27 : Kılcal Elektroforez: Uygulamalar

Kılcal elektroforez ayırmaları, her biri benzersiz uygulamalara sahip çeşitli modlar sunar. Bu modlar, kılcal bölge elektroforezi, kılcal jel elektroforezi, kılcal dizi elektroforez, kılcal izoelektrik odaklama, kılcal izotakoforez, misel elektrokinetik kromatografi ve kılcal elektrokromatografiyi içerir.

Kılcal bölge elektroforezi (CZE), iyonik bileşenleri elektroforetik hareketliliklerine göre ayırır. Proteinleri, amino asitleri ve karbonhidratları minimum sürede ayırmak için kullanılmıştır ve bu da onu hızla genişleyen proteomik alanda önemli bir teknik haline getirmiştir. Örneğin, kronik böbrek ve koroner arter hastalığını teşhis etmek için idrar örneklerinde protein analizi için kullanılır.

Kılcal jel elektroforezi (CGE), gözenekli bir jel polimer matrisinde gerçekleştirilir. Benzer yüklere sahip ancak boyutları farklı olan proteinler, DNA parçaları ve oligonükleotidler gibi makromolekülleri ayırmak için moleküler bir eleme işlevi görür. CGE, özellikle İnsan Genomu Projesi'nde DNA dizilimi çalışmalarında önemli bir rol oynar.

Kılcal dizi elektroforezi (CAE), DNA dizilemesi için birden fazla kılcal damarı paralel olarak çalıştırır. DNA parçalanır ve floresan boyalarla etiketlenir, dizi, elüsyon sırasında parçalanan bileşenlerin boya renk dizisiyle belirlenir.

Kılcal izoelektrik odaklama (CIF) modu, zayıf karboksilik asit ve zayıf baz amin grupları içeren amino asitler ve proteinler gibi amfiprotik bileşenleri ayırır. Amfiprotik bileşikler proton bağışlayabilir veya kabul edebilir; amino asitlerde, bu amfiprotik özellik hem pozitif hem de negatif yüklü bir zwitterion ile sonuçlanır. Zwitterion, çözeltinin pH'ı izoelektrik noktasına (pI) eşit olduğunda bir elektrik alanında göç etmez, bu da pI'yi bu tür molekülleri ayırmada önemli bir özellik haline getirir. Ayrımlar, göç oranlarından ziyade analitlerin denge özelliklerindeki farklılıklara dayanır.

Kılcal izotakoforez (CITP) ayırma modu, katyonları veya anyonları ayırarak ancak her ikisini birden ayırmayarak tüm analit bantlarının eşit hız göçüne odaklanır. Analit iyonları benzersiz hızlarla göç ederek, sonuçta aynı hızda hareket eden bitişik bantlar oluşturur.

Misel elektro-kinetik kromatografi (MEKC) tekniği, tampon çözeltisine sodyum dodeasil sülfat (SDS) gibi bir yüzey aktif madde ekleyerek CZE'nin nötr türleri ayıramama sınırlamasının üstesinden gelir. Ayırma mekanizması, hareketli sulu faz ile hidrokarbon psödo-sabit faz arasındaki dağılım sabitlerindeki farklılıklara bağlı olarak sıvı kromatografisine (LC) benzerdir. MEKC, farmasötik bileşikler, vitaminler ve patlayıcıların karışımları dahil olmak üzere çok çeşitli numuneleri ayırmak için kullanılmıştır.

Nötr bileşikleri ayırmak için alternatif bir yöntem kılcal elektro-kromatografidir (CEC). CEC'de, 1,5 ila 3 mm boyutlarında silika parçacıklarıyla doldurulmuş ve polar olmayan sabit bir fazla kaplanmış kılcal tüpler kullanılır. Nötr türlerin ayrılması, sabit faz ile tampon çözelti arasında dağıldıkları sırada gerçekleşir; tampon çözelti, elektroosmotik akış nedeniyle hareketli faz görevi görür. Ayırma işlemi, yüksek performanslı sıvı kromatografisine (HPLC) benzerdir ancak yüksek basınçlı pompalar gerektirmez. Ek olarak, CEC, HPLC'ye kıyasla üstün verimlilik ve azaltılmış analiz süreleri sunar.

Bu çeşitli kılcal elektroforez modları, yüklü türleri CZE'de ayırmaktan, nötr türleri MEKC ve CEC'de ayırmaya ve CGE'de boyuta dayalı ayırmalara kadar çok yönlü bir uygulama yelpazesi sunar.