IV. CE İLKELERİ
Yarı iletken bir ortam ve bir elektrik alanı, elektroforezin temel ihtiyaçlarıdır. CE durumunda, yarı iletken ortam, bir elektrolit veya bir jel ile doldurulmuş bir kapilerden oluşur. Kılcal damar boyunca bir voltaj farkı uygulanarak bir elektrik alanı oluşturulur. Sonuç olarak, kılcal damar içindeki bileşenler elektroozmozdan gelen fiziksel kuvvetlerden etkilenir.
A.Elektroozmotik Hareketlilik (leof)
Elektroozmoz veya elektroendozmoz, kılcalın duvar-su arayüzündeki zeta potansiyeline bağlı olarak kılcaldaki çözücünün (elektrolit çözeltisi) toplu hareketidir. Çözeltinin kılcal damar içinde ortaya çıkan akışı, elektroozmotik akış (EOF) olarak bilinir. Herhangi bir katı sıvı arayüz, yığın çözüme kıyasla farklı şekilde yönlendirilen çözücü ve çözünen bileşenler ile çevrilidir.
Tipik olarak uygulanan erimiş silika kılcal damarlardaki silanol grupları gibi yüzey fonksiyonel gruplarının doğası gereği, katı yüzey fazla bir negatif yüke sahip olabilir. Kılcal damardaki toplu çözeltiden gelen karşı iyonlar duvara çekilir. Şekil 6.6’da gösterilen modelde gösterildiği gibi, kılcal duvarın çevreleyen alanında kılcal kanal içindeki toplu çözüme kıyasla bir diferansiyel yük dağılımı oluşturulur.
Duvara bitişik bir çift yüklü karşı iyon tabakası oluşturulur. Kaynaşmış silis kılcal damarları durumunda, çift katmandaki katyonların bir kısmı duvara güçlü bir şekilde adsorbe olur ve bu da, sıkı bir şekilde bağlanmış katyonların hareketsizleştirilmiş kompakt bir katmanıyla sonuçlanır.
Bu katmana aynı zamanda Stern katmanı veya solvasyon kılıfı sıyrılmış iyonları içeren iç Helmholtz düzlemi de denir. Yaygın katman olarak bilinen ikinci katman, kendilerini hareketli, gevşek bir şekilde tutulan solvatlanmış iyon katmanında düzenleyen katyonlar içerir.
Yaygın tabakanın Stern tabakasının yan tarafındaki ilk kısmı, dış Helmholtz düzlemi olarak bilinir.39,40 Kılcal duvarelektrolit arayüzündeki çift katmandaki yüklerin dağılımı nedeniyle, gösterildiği gibi bir potansiyel alan üretilir. Şekil 7’de. Duvar yüzeyindeki potansiyel şu şekilde verilmiştir:
Qw duvarın yükünü, e ortamın dielektrik sabiti (Farad m1 veya A s V1 cm1 cinsinden) ve x0 duvarın yüzeyinden yükün merkezine olan uzaklıktır. Bu yüzey potansiyeli, kılcaldaki iyonların toplu dağılımında sıfır değerine ulaşmak için çift katmandaki mesafe ile azalır. Potansiyel düşüş üsteldir ve GouyChapman’a göre ifade edilebilir.
Burada e elektronik yük, iyonik türlerin yığın konsantrasyonu (iyonik kuvvet), z elektrolitin valansı, k Boltzmann sabiti ve T mutlak sıcaklıktır. Elektrokinetik veya zeta potansiyeli (z), Stern tabakasının sınırında dış Helmholtz düzlemi ile çakışan kayma yüzeyindeki potansiyeldir.
Agaroz jel Elektroforezi sonucu yorumlama
Elektroforez yorumlama
Elektroforez parametreleri
Jel elektroforez tekniği
Elektroforez ne için kullanılır
Elektroforez ppt
Elektroforez Makale
SDS-PAGE elektroforez
Şekil 6’da gösterilen modelde, kayma yüzeyi duvardan x1 1⁄4 x0 + Dx uzaklıkta konumlanmıştır, Dx hidrasyon (çözme) kabuğunun kalınlığının istatistiksel ortalamasıdır. Bir elektrik alanı uygulandığında, dağınık katmandaki iyonlar göç etmeye başlayacaktır.
Göç hızının kapsamı zeta potansiyeli ile belirlenir. Yaygın katmandaki katyonlar katoda doğru hareket eder. Bu katyonlar çözüldükleri için sıvıyı kendileriyle birlikte sürüklerler ve bu da çözücünün kılcal damar boyunca toplu hareketine neden olur. Bu fenomene elektroozmoz denir ve fiziksel olarak EOF olarak gözlemlenir.
Kayma yüzeyinde (dış Helmholtz düzlemi) EOF’nin hızı, katyonların dağılımının oranınkine eşit olduğu duvardan sonsuz bir mesafede sıfır değerinden sınırlayıcı bir değere (elektroozmotik hız:! V eof) yükselir. HelmholtzVon Smoluchowski1,39244 denklemi, elektroozmotik hızı! Veof zeta potansiyeli ile ilişkilendirir.
Elektroozmotik hız, bir hareketlilik faktörü, yani elektroozmotik hareketlilik (! Meof) ile karakterize edilir.
Denklem (8) ‘den türetildiği gibi! Meof, dielektrik sabiti ve / veya ortamın viskozitesi, aynı zamanda z de değiştirilerek ayarlanabilir. Daha önce bahsedildiği gibi, zeta potansiyeli esas olarak, kapiler duvardaki yüklerin dağılımından etkilenir. PH, iyonik güç, tampon elektrolitindeki iyonların valansındaki değişiklikler gibi kılcal duvardaki yük dağılımında bir değişikliğe neden olan tüm değişiklikler, EOF’nin hızını ayarlamak için uygulanabilir.
PH, yüzey silika gruplarının iyonlaşmasını etkileyebilecek önemli bir faktördür. Sonuç olarak z, doğrudan pH’a bağlıdır. Bu nedenle, meof’un pH’ın bir fonksiyonu olarak ilişkisi, silanol gruplarının ayrışma davranışı tarafından yönetilir. Farklı kılcal malzemeler, pH’ın bir fonksiyonu olarak elektroozmotik hareketliliğin farklı profilleriyle sonuçlanır (z’deki farklılıklardan dolayı). Tipik olarak, yüzey aktif grupların titrasyon eğrisine benzeyen bir sigmoid eğri davranışı gözlemlenir.
Çift katmanın son derece küçük boyutundan dolayı (kalınlık 3 ila 300 nm arasında değişir), EOF, kılcalın duvarına yakın veya hemen hemen duvarından kaynaklanır. Sonuç olarak, EOF, hidrodinamik akışların parabolik profiline kıyasla düz tıpa benzeri bir akış profiline sahiptir.
Kılcal damarlardaki yassı profiller, kılcal damarın yarıçapı çift katman kalınlığının 18, 46 yedi katından daha büyük olduğunda beklenir ve tepe dağılımını önlemek için uygundur. Bu nedenle, EOF’nin düz profili, CE’nin yüksek ayırma verimliliğine önemli bir katkı sağlar.
Çift katmanın (1 / k) zeta potansiyeli ve kalınlığı, iyonik güçte veya kılcaldaki elektrolitlerin değerinde bir artışla hızla azalır (Denklemler (5) ve (6)). Bu nedenle, elektrolit çözeltisindeki iyonların gücü ve doğası, EOF’nin gücünü belirleyen çok önemli parametrelerdir.
İyonik gücün dikkatli kontrolü, EOF’nin daha iyi tekrarlanabilirliğini sağlar.44 EOF’nin yönü, duvarın yükünü değiştirerek bile tersine çevrilebilir. Silika kapilerinde bu, tampon elektrolite setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) gibi katyonik bir yüzey aktif madde ilave edilerek de elde edilebilir.
EOF’yi azaltmak veya hatta spesifik değiştiricilerin eklenmesi ile engellemek de mümkündür. Bu etkiler ayrıca kılcal damarın iç duvarının türevlendirme yoluyla veya bir radyal dış alan uygulanarak değiştirilmesiyle de elde edilir.
Elektroforetik Hareketlilik (li)
Yüklü bileşikler, bir elektrik alanındaki elektrik kuvvetinin (Fel) ve Stokes sürtünme kuvvetinin (Fs) etkisine maruz kalır. Bu iki kuvvet (kgcms cinsinden) kararlı durum koşullarında dengede olduğunda, aşağıdaki denklemler de yazılabilir:
- Fel 1⁄4 Fs