¿Qué es la electroforesis capilar?
Comencemos esta lección con las dos palabras que componen el término «electroforesis capilar».
¿Alguna vez has atravesado un túnel? Un capilar es una estructura de tubo muy pequeña similar a un túnel.
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La palabra que sigue, electroforesis ( elect-roe-for-ee-sis ), en realidad no es un concepto tan complicado como podría ser pronunciarlo, funciona como un imán. Hay dos lados de un imán: un polo norte y un polo sur. Los diferentes polos se atraen mientras que los mismos polos se repelen entre sí. En la electroforesis, hay dos lados, como un imán. Un lado tiene una carga positiva (+), el ánodo . El otro tiene carga negativa (-), el cátodo .
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Las moléculas vienen en muchos tamaños y pueden tener un estado positivo, negativo o neutro (sin carga). Cuando las moléculas tienen carga, se llaman iones .
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Dado que las moléculas pueden tener diferentes cargas, en la electroforesis, las moléculas se pueden atraer hacia el ánodo o cátodo usando electricidad. Si se colocan filtros en el camino de las moléculas que se extraen, entonces pueden separarse no solo por la carga, sino también por el tamaño. Por tanto, la electroforesis es una técnica que se utiliza para separar moléculas en función del tamaño y la carga.
Tensión superficial, acción capilar, viscosidad y cambios físicos
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A menudo se utiliza para separar proteínas, ARN y ADN, pero la electroforesis también puede distinguir otros tipos de moléculas.
Electroforesis capilar ( CE ), entonces es la separación de moléculas usando electricidad y un tubo muy pequeño llamado capilar.
¿Cómo funciona la electroforesis capilar?
El capilar, que como comentamos tiene forma de tubo, está abierto en cada extremo y cada extremo se coloca en un amortiguador. ¿Alguna vez ha intentado montar en un tobogán acuático sin que el agua fluya a través de él? Sería difícil y ciertamente menos divertido. Un amortiguador es como el agua en un tobogán de agua: es simplemente un vehículo utilizado para transportar moléculas.
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Las paredes del túnel capilar tienen carga negativa. El búfer suele tener una carga positiva. Dado que las paredes del capilar son negativas, el amortiguador es atraído por las paredes del túnel.
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Esto es lo que permite que las moléculas fluyan uniformemente a través del medio del túnel, al igual que el agua en un tobogán de agua te permite fluir fácilmente hacia abajo sin preocuparte de que tu piel cree fricción contra las paredes.
Intercambio capilar: proceso y propiedades
También en el búfer, en cada extremo del túnel, hay electrodos (el ánodo y el cátodo). Los electrodos son como las carreteras que entran y salen de un túnel. Los electrodos se conectan a una fuente de energía; cuando la fuente de energía está encendida, el tráfico a través del túnel se moverá de cierta manera.
Al estudiar la CE, los científicos suelen crear condiciones en las que las moléculas se mueven del ánodo al cátodo. Cuando está encendido, las moléculas tienden a ir con el flujo del tráfico. Dado que el búfer es a menudo positivo, el tráfico fluirá en la dirección del cátodo.
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Flujo de moléculas
Imagina que estás corriendo una carrera por un túnel. En la meta, hay helado gratis. Las personas que aman el helado correrán por el túnel más rápido que aquellas a las que no les gusta. Las personas que están en él solo por amor a correr y no les gusta el helado probablemente serán un poco más lentas.
Los iones migran a través del túnel capilar de manera similar. Cuando se enciende la energía, los iones positivos correrán hacia el cátodo al igual que los amantes del helado correrán hacia la línea de meta. Los iones neutrales, que se comportan como los que disfrutan corriendo pero no con el helado, aparecerán detrás de los iones positivos. Los iones negativos son como los corredores a los que no les gusta el helado y no les gusta correr.
El orden en que los iones llegan al cátodo depende de la carga. El tamaño también influye en el flujo de iones: cuanto más pequeño es el ión, más rápido llega al cátodo, como se muestra en la siguiente imagen:
Lección de acción capilar para niños
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Con esto, podemos ver que los iones positivos más pequeños llegarán al cátodo antes que los iones positivos más grandes. Los iones neutros llegarán a continuación, en orden de menor a mayor. Los iones negativos llegarán al final, en orden de menor a mayor.
Detectando Moléculas
El movimiento de las moléculas se mide con un detector, a menudo colocado cerca del cátodo y conectado a una computadora. El detector mide el tráfico de moléculas a través del capilar y hay diferentes aspectos que puede detectar, como la fluorescencia.
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La computadora calcula el flujo de moléculas basándose en el flujo electroosmótico ( EOF ). EOF es simplemente cómo el tampón sin las moléculas estudiadas fluye a través del capilar. Los cálculos se representan como el aspecto detectado (como la fluorescencia) a lo largo del tiempo en un gráfico llamado electroferograma .
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La CE se utiliza para analizar la pureza y la heterogeneidad en la industria de alimentos y bebidas, biocombustibles y análisis ambiental. Incluso se utiliza en diagnósticos forenses y clínicos.
Resumen de la lección
La electroforesis capilar es la técnica de mover moléculas a través de una estructura de tubo utilizando corriente eléctrica. Cada extremo de un capilar está en tampón, que es el vehículo utilizado para transportar las moléculas estudiadas y neutralizar las paredes capilares cargadas negativamente. Las moléculas se mueven de acuerdo con el tamaño y la carga, generalmente desde el ánodo (+) al cátodo (-).
Los iones llegan al cátodo según su tamaño y carga. Los que son más pequeños y tienen mayor carga positiva llegan primero, seguidos por los que son más grandes y tienen menos carga positiva o son neutrales o negativos. El movimiento de las moléculas se mide con un detector, generalmente colocado cerca del cátodo y conectado a una computadora. Los datos se calculan en base al flujo electroosmótico y se representan como un electroferograma. Los científicos utilizan la CE en análisis ambientales, forenses y diagnósticos clínicos.
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