Eletroforese capilar (CE) é um método de separação analítica que usa um campo elétrico para separar os componentes de uma mistura. Basicamente, é a eletroforese em um capilar, um tubo estreito. Portanto, os componentes da mistura são separados com base em sua mobilidade eletroforética. Os três fatores que determinam a mobilidade eletroforética de uma molécula em particular são a carga da molécula, a viscosidade do meio de separação e o raio da molécula. Apenas os íons são afetados pelo campo elétrico, enquanto as espécies neutras permanecem inalteradas. A taxa de uma molécula que se move através do capilar depende da intensidade do campo elétrico.

Principais áreas cobertas

1. O que é eletroforese capilar - Definição, Instrumentação, Métodos 2. Como funciona a eletroforese capilar - Teoria da Eletroforese Capilar

Termos-chave: Eletroforese Capilar (CE), Métodos de Separação Eletroforética Capilar, Tubo Capilar, Carga, Mobilidade Eletroforética de Fluxo Eletroosmótico

O que é eletroforese capilar

Eletroforese capilar refere-se a um método de separação analítica pelo qual os componentes de uma mistura são separados com base em sua mobilidade eletroforética. Nos primeiros experimentos, um tubo de vidro em U preenchido com géis ou soluções foi usado. Os capilares foram usados ​​após a década de 1960.

Instrumentação

O capilar é feito de sílica fundida, com um diâmetro interno de 20-100 µm. Um campo elétrico de alta tensão é fornecido às extremidades do tubo capilar. Os eletrodos são conectados às extremidades do tubo capilar por meio de uma solução eletrolítica ou tampão aquoso. O capilar é preenchido com um fluido condutor em um determinado pH. Além de detectores e outros dispositivos de saída, alguns instrumentos são utilizados para o controle de temperatura do sistema, garantindo resultados reproduzíveis. A amostra é introduzida no capilar por injeção. A instrumentação do sistema eletroforético capilar é mostrada na figura 1.

Figura 1: Eletroforese Capilar - Instrumentação

Métodos de separação eletroforética capilar

Seis tipos de métodos de separação eletroforética capilar podem ser identificados.

1. Eletroforese de zona capilar (CZE) - Uma solução livre é usada como fluido condutor.
2. Eletroforese em gel capilar (CGE) - Um gel é usado como fluido condutor.
3. Cromatografia capilar eletrocinética micelar (MEKC) - Os componentes de uma mistura são separados por partição entre micelas e o solvente / fluido condutor.
4. Eletrocromatografia capilar (CEC) - Uma coluna empacotada é usada como exceção ao fluido condutor. Um líquido móvel é passado pela coluna junto com a mistura a ser separada.
5. Focalização isoelétrica capilar (CIEF) - Usado principalmente para separar componentes zwitteriônicos, como peptídeos e proteínas, que contêm cargas positivas e negativas. Um fluido condutor com gradiente de pH é usado para separar a solução de proteína. Cada proteína migra para a área com seu ponto isoelétrico dentro do gradiente de pH. No ponto isoelétrico, a carga líquida das proteínas torna-se zero.
6. Isotacoforese capilar (CITP) - É um sistema descontínuo. Cada componente migra em zonas consecutivas, e a quantidade do componente é obtida medindo o comprimento da migração.

Como funciona a eletroforese capilar

Geralmente, as espécies carregadas começam a se mover em campos elétricos. A carga, a viscosidade e o raio molecular são os três fatores que determinam a mobilidade eletroforética de uma molécula em um campo elétrico.

1. Carga - os cátions (moléculas com carga positiva) se movem em direção ao cátodo (eletrodo negativo) enquanto os ânions (moléculas com carga negativa) se movem em direção ao ânodo (eletrodo positivo).
2. Viscosidade - A viscosidade do meio é oposta ao movimento das moléculas e é constante para um meio de separação específico.
3. Raio do íon / molécula - A mobilidade eletroforética diminui com o aumento do raio da molécula.

Portanto, se duas moléculas com o mesmo tamanho forem submetidas à eletroforese, a molécula com a maior carga se moverá mais rápido. A taxa de migração das espécies carregadas é aumentada com o aumento da força do campo elétrico. O mecanismo de eletroforese capilar é mostrado na figura 2.

Figura 2: Eletroforese Capilar

Fluxo eletroosmótico (EOF)

O fluxo eletroosmótico gera a fase móvel da eletroforese capilar. Na maioria dos casos, o material capilar é a sílica. A sílica é hidrolisada, gerando SiO com carga negativa^– íons quando as soluções com pH superior a 3 passam pelo tubo capilar. Então, a parede capilar carrega uma camada carregada negativamente. Os cátions da solução são atraídos por essas cargas negativas, formando uma camada dupla de cátions nas cargas negativas. A camada catiônica interna é estável enquanto a camada catiônica externa se move em direção ao cátodo como um fluxo volumoso de moléculas carregadas. O bulk flow de cátions ocorre perto da parede capilar durante a eletroforese capilar. O fluxo eletroosmótico próximo à parede capilar é mostrado na figura 3.

Figura 3: Fluxo eletroosmótico

O pequeno diâmetro da parede capilar contribui para maximizar o efeito do EOF, auxiliando-o a desempenhar um papel vital no movimento de espécies carregadas na eletroforese capilar.

Conclusão

A eletroforese capilar é um método de separação analítica em que as espécies carregadas são separadas com base em sua mobilidade eletroforética. Geralmente, o tamanho e a carga das moléculas servem como fatores para a separação.

Referência:

1. “Eletroforese Capilar”. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 28 de novembro de 2017, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Eletroforese capilar” por Apblum - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. “Eletroforese capilar” por Andreas Dahlin (CC BY 2.0) via Flickr 3. “Capillarywall” Por Apblum - wikipedia inglês (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia