11.25 : Electroforesis: descripción general

La electroforesis es una poderosa técnica de separación analítica que se basa en la migración diferencial de especies cargadas cuando se las somete a un campo eléctrico. La principal fortaleza de la electroforesis reside en su capacidad para separar especies de alto peso molecular en mezclas complejas. Se ha utilizado ampliamente en bioquímica, biología molecular y química analítica, ya que permite la separación de compuestos como aminoácidos, nucleótidos, carbohidratos y proteínas con una excelente resolución.

Existen dos formatos principales para las separaciones electroforéticas: la electroforesis en placa y la electroforesis capilar. La electroforesis en placa utiliza una matriz de gel, como agarosa o poliacrilamida, que actúa como un tamiz, lo que permite que las moléculas se muevan a través de los poros. La electroforesis capilar emplea un tubo capilar estrecho lleno de una solución tampón, lo que proporciona una separación de alta resolución con un tiempo de análisis rápido y requisitos de muestra mínimos. Aunque la electroforesis en placa se utiliza ampliamente en bioquímica y biología para separar especies de alta masa molecular, la electroforesis capilar es un desarrollo más reciente con varias ventajas.

La electroforesis capilar es una técnica de separación utilizada para analizar mezclas complejas de analitos en función de sus tasas de migración diferencial en un campo eléctrico aplicado. En este método, se inyecta una muestra en un tubo capilar estrecho lleno de una solución tamponada y se aplica un campo eléctrico para facilitar la separación. La tasa de migración del analito depende de su carga y tamaño. Los iones más pequeños y con mayor carga migran más rápido que los más grandes y menos cargados. En la electroforesis capilar, la migración de los componentes de la muestra está influenciada por dos tipos de movilidad: movilidad electroforética y movilidad electroosmótica. La movilidad electroforética es la respuesta del soluto al campo eléctrico aplicado, con cationes que se mueven hacia el cátodo con carga negativa, aniones que se mueven hacia el ánodo con carga positiva y especies neutras que permanecen estacionarias. La movilidad electroosmótica se produce cuando la solución tampón se desplaza a través del capilar en respuesta al campo eléctrico, normalmente hacia el cátodo.

En condiciones normales, la electroforesis capilar separa primero los cationes, seguidos de las especies neutras y, por último, los aniones. Esta separación se basa en sus respectivas movilidades electroforéticas y velocidades de flujo electroosmótico. Cabe destacar que todas las especies separadas se eluyen del mismo extremo del capilar, lo que permite su detección mediante detectores cuantitativos. Las señales del detector producen un electroferograma parecido a un cromatograma, pero con picos más estrechos.

La electroforesis capilar es una herramienta poderosa para el análisis cualitativo y cuantitativo de mezclas complejas. Proporciona información similar a la obtenida con otras técnicas de separación, como la cromatografía de gases (GC) o la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).