CAPITOLUL 12 Alte procese de separare

pozitivă, iar la un pH bazic speciile cu caracter acid se încarcă cu sarcină negativă.
Modalitatea cea mai cunoscută de efectuare a separărilor electroforetice este pe
coloană umplută cu soluţie tampon (aşa-numita celulă de electroforeză de tip Tiselius).
La cele două capete se montează cei doi electrozi pentru a realiza câmpul electric
necesar deplasării electroforetice, iar în dreptul unuia dintre capete se plasează
detectorul sistemului. Sistemele moderne utilizează o capilară pentru separarea
electroforetica, aşa după cum se sunt prezentate în continuare.
12.3. Electroforeza capilară
Electroforeza capilară, numită datorită performanţelor sale şi electroforeză
capilară de mare performanţă (HPCE – high performance capillary electrophoresis),
realizează separarea electroforetică pe o capilară foarte îngustă (din silice sau teflon, cu
diametrul între 25 şi 75 μm, iar lungimea cuprinsă între 10 şi 80 cm), în care se găseşte o
soluţie tampon. Utilizarea capilarei are multe avantaje, dar primul şi cel mai important
este înlăturarea efectului Joule de încălzire. Rezistenţa electrică mare a capilarei permite
aplicarea unui potenţial electric foarte mare (între 100 şi 500 V/cm), cu generarea unei
cantităţi minime de căldură. In plus, datorită raportului mare suprafaţă/volum în cazul
capilarei, are loc o disipare eficientă a căldurii care este generată la transportul speciilor
încărcate prin mediul lichid.
Este cunoscut faptul că, la nivel periferic, cuarţul prezintă din loc în loc grupări
hidroxilice reziduale (grupări silanol, cu caracter acid). Dacă electrolitul suport introdus în
capilare de cuarţ se găseşte la un pH suficient de mare (≥ 4), grupările hidroxilice
reziduale vor disocia, generând sarcini negative distribuite la nivelul peretelui intern. In
acest mod se va forma la nivelul peretelui un strat dublu electric (vezi Fig. 12.2).
Contraionii, dispuşi în straturi lângă suprafaţa internă a capilarei de cuarţ, pentru
a egaliza sarcina suprafeţei, vor genera un potenţial, denumit potenţial zeta ξ. Contraionii
din stratul rigid (Stern), la aplicarea potenţialului E, se vor deplasa către catod. Această
migrare în câmp electric va atrage după sine deplasarea ionilor electrolitului, din straturile
difuze, dar şi a moleculelor de apă care hidratează ionii. In consecinţă, va apărea în
interiorul coloanei o deplasare de la anod către catod, cunoscută sub numele de migrare
electroosmotică, sau electroendosmotică. Viteza de deplasare electroosmotică vEOF este
dependentă de mobilitatea electroosmotică a ionilor din electrolitul suport, potenţialul zeta
ξ generat la interfaţa capilară/electrolit suport, constanta dielectrică ε, vâscozitatea
electrolitului suport η şi câmpul aplicat:
v
EOF
⎛ ε ⋅ξ
⎞
= ⎜ ⋅ E
η
⎟
⎝ ⎠
Conform acestei relaţii, mobilitatea electroosmotică este:
ε ⋅ξ
μEOF =
η
221
(12.6)
(12.7)
De remarcat, însă, că această mobilitate este independentă de câmpul aplicat.
Sensul componentei de deplasare electroosmotică depinde de modul în care se
ionizează suprafaţa internă a capilarei.