curso de electroforesis capilar



ELECTROFORESIS CAPILAR



Las técnicas analíticas que estudian soluciones con muchos compuestos químicos (como es el caso de la mayoría de las muestras biológicas) tienen dos etapas por lo general. En la primera etapa, los distintos compuestos son separados usando alguna propiedad que ellos tengan en común. En la segunda etapa son detectados y cuantificados. Las separaciones más usadasse basan en la solvofobicidad de las moléculas o en la carga eléctrica de estas ó en la combinación de ambas. La separación por solvofobicidad consiste en hacer correr las moléculas de una mezcla por una matriz. Sí las moléculas están disueltas en agua y el medio que las arrastra es también acuoso, se les puede hacer fluir por una matriz hidrofóbica como por ejemplo sílica impregnada de unhidrocarburo. El medio que las arrastra moverá a una mayor velocidad a las moléculas que tengan poca afinidad por el hidrocarburo y con muy poca velocidad a las moléculas que tienden a disolverse en el hidrocarburo. Esta diferencia de velocidad causará la separación de las moléculas.
La separación electroforética consiste en colocar las moléculas en un campo eléctrico. Ellas serán atraídas a diferentesvelocidades y en direcciones opuestas por los electrodos que crean el campo. De esta manera, las moléculas cargadas positivamente serán atraídas por el electrodo negativo ó cátodo, mientras que las cargadas negativamente serán atraídas por el electrodo positivo ó ánodo. De allí el nombre de cationes para las primeras y aniones para las segundas.
Las dos técnicas de separación se han usadocolocando la matriz de separación en una columna (cromatografía líquida de alta presión) o colocando el medio electroforético dentro de un capilar (electroforesis capilar). En este manual se describirán los fundamentos de la electroforesis capilar. Estos fundamentos son similares a los de la cromatografía líquida de alta presión, de la cual se adoptarán algunos conceptos.
La electroforesis capilar esuna técnica de separación cuyas bases teóricas fueron descubiertas por Stella Hjerten 1 y que se hizo práctica por primera vez en 1981 gracias a los trabajos de Lucaks y Jorgensen2. En 1967 Stella Hjerten se dio cuenta de que la separación electroforética de sustancias químicas contenidas en una mezcla tenía el mismo fundamento teórico que la separación por efecto de altas presiones tal y comoocurre en las columnas de cromatografía pero con limitaciones que brotaban de la capacidad de las corrientes eléctricas de generar calor. El análisis, que a continuación haremos, se basa en una generalización que vale para los efectos separadores de cualquier fuerza que empuja a través de un medio apropiado a una mezcla de sustancias químicas para separarlas y que llamaremos aproximación de Giddings.Una vez encontradas las ecuaciones generales se procede a adecuarlas a la fuerza eléctrica. Luego se añade el impacto que tiene el efecto Joule en las separaciones que ocurren bajo un campo eléctrico muy grande. Finalmente se estudia el efecto del flujo electroosmótico y se combinan las mobilidades electroforética y electroosmótica para estudiar la manera como afectan la resolución de dos picosvecinos.
La aproximación de Giddings es un análisis que muestra de que manera la separación de los compuestos de una mezcla depende de la magnitud de la fuerza que se aplique para mover la muestra a través de una columna de cromatografía. Si en ese análisis se reemplaza la presión por la fuerza eléctrica y la columna por un capilar se obtienen ecuaciones que predicen cuales serán lascaracterísticas cromatográficas de la electroforesis capilar. Dichas características incluyen la altura de placa teórica, el número de placas teóricas por longitud de la columna, la resolución y la capacidad de picos. El análisis de Giddings parte de que las moléculas que constituyen una banda de un compuesto químico disuelto en un solvente que pasa por una columna sometido a la acción de una fuerza tienen...