Electroforesis

TRABAJO PRÁCTICO
ELECTROFORESIS

OBJETIVO:
- Calcular la movilidad electroforética (µ) de los aminoácidos lisina y ácido aspártico.
- Identificar las variables experimentales que afectan la distancia recorrida por una molécula cargada o no (efecto electro endosmótico) cuando la misma es sometida a un campo eléctrico.

FUNDAMENTO:

La electroforesis es una técnica separativa que se basaen el fenómeno de migración diferencial que experimentan partículas cargadas eléctricamente al estar bajo la influencia de un campo eléctrico.
Una carga eléctrica inmersa en un campo eléctrico experimenta una fuerza de atracción o repulsión, como describe la Ley de Coulomb.
La carga se desplazará en el medio hacia el polo que posee carga opuesta como consecuencia de la fuerza de atraccióneléctrica: las moléculas cargadas positivamente se desplazarán hacia el cátodo (polo negativo) y las cargadas negativamente se desplazarán hacia el ánodo (polo positivo). En un medio donde el campo eléctrico es homogéneo, el módulo de la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga depende tanto de la intensidad del campo eléctrico generado como del valor de la carga en estudio.

Fe=q.E

Donde E es elcampo eléctrico aplicado y q la carga de la partícula.

[pic]

En un primer instante, esa fuerza eléctrica imprime a la molécula una aceleración inicial y como resultado la misma comienza a moverse.
Sin embargo, cuando la partícula se encuentra en un fluido (en el caso de la electroforesis, este medio corresponde al buffer de corrida) su movimiento está también determinado por la fuerza derozamiento, ya que el fluido en el que se mueve la partícula se opone a su movimiento. Aparece entonces sobre ella dicha fuerza de rozamiento, que es proporcional a su velocidad y que tiene igual dirección pero sentido opuesto a la fuerza eléctrica.

Fr = K.v

Siendo k, el coeficiente de proporcionalidad o coeficiente de fricción, en el cual están incluidas variables como la viscosidad del medio,el tamaño y la forma de la partícula. La fuerza de rozamiento dependerá entonces de estas tres variables, además de la velocidad que presente la misma.
Llega un momento en que la fuerza de rozamiento adquiere la misma intensidad que la fuerza eléctrica. Como ambas fuerzas tienen igual dirección pero sentidos contrarios, su sumatoria sobre la partícula será igual a cero. En consecuencia, a partirde este momento, la partícula no estará afectada por aceleración alguna y se moverá a velocidad constante siendo esta velocidad la máxima que alcanza en el seno del fluido. Dado que esta situación se alcanza a los pocos segundos, se puede asumir que la velocidad es constante durante todo el desplazamiento. Por lo tanto, a fines prácticos y de simplificar nuestro razonamiento matemático, este seráel análisis de fuerzas que consideraremos para determinar la velocidad.

Fe = Fr

q.E = K.v

q = v = µ
K E
Donde µ es la movilidad electroforética que se define como velocidad de la partícula por unidad de tiempo.

Para determinar experimentalmente la movilidad electroforética

E = Δ V y V = d/t, entonces: µ = d . lL t.ΔV

Construyendo un grafico de estos diferentes parámetros experimentales en función de la distancia recorrida, se puede conocer la movilidad de la partícula en cuestión, teniendo en cuenta la pendiente de dicho gráfico.
Cuando se modifica la caída de potencial, llega un determinado valor del mismo (ΔV) en el que se comienza a evaporar el solvente debido a que parte de la energíacinética de los electrones se transforman calor por el choque que sufren las moléculas del mismo, disminuyendo la movilidad electroforética; este efecto se lo conoce como “efecto Joule”
Hay otro efecto a tener en cuenta, el electro endosmótico, ocurre cuando la solución tiene un exceso de cargas positivas, las cuales se mueven como un todo hacia el cátodo (-), y en consecuencia, toda partícula...