Eletroforese Capilar

O que é

Hoje em dia a eletroforese é um nome genérico dado para uma série de técnicas de separação que envolve a aplicação de um campo elétrico em um capilar preenchido com uma solução tampão. As bases destas separações estão descritas a seguir.

O fenômeno denominado eletroforese é definido como sendo a migração de espécies carregadas eletricamente, que ocorre quando as mesmas são dissolvidas ou suspensas em um eletrólito, através do qual uma corrente elétrica é aplicada. Esta técnica de separação foi desenvolvida pelo químico Arne Tiselius para o estudo de proteínas em soro [2] e por este trabalho ele ganhou o prêmio Nobel em 1948.

A principal vantagem da eletroforese capilar em relação às outras técnicas de separação é a maior eficiência e resolução obtidas em um tempo menor de análise e com a utilização de volumes pequenos da amostra (1 – 10 nL por injeção) e do eletrólito de trabalho (10 – 100 mL diários).

Instrumentação

Figura 1 – Esquema de um equipamento de eletroforese capilar.

Geralmente o funcionamento de um equipamento de eletroforese capilar - EC (Figura 1), envolve a aplicação de alta voltagem (fonte de alta voltagem), tipicamente 5 a 30 kV em um capilar de diâmetro reduzido gerando correntes na faixa de 10 a 100 mA. O uso do capilar apresenta várias vantagens, particularmente com respeito ao aquecimento Joule.

A alta resistência elétrica do capilar permite a aplicação de campos elétricos altos, pois gera um aquecimento mínimo, além disso, o formato de capilar propicia uma dissipação eficiente do calor gerado. O uso de campos elétricos altos resulta em tempo de análise curto, alta eficiência e resolução. Na eletroforese capilar, o capilar (podem ser de vidro (para l > 280 nm), teflon (flexível, transparente no UV, porém não pode ser usado com alta voltagem), ou sílica fundida, normalmente recoberta externamente com uma camada de proteção de poliamida, que produz uma melhora na resistência mecânica, uma vez que é extremamente frágil e se quebra com facilidade) é preenchido com uma solução tampão e suas extremidades são mergulhadas em recipientes, que contém a solução tampão, e onde é aplicado um campo elétrico, que gera uma corrente no interior do capilar. Os eletrodos (os riscos) são feitos de um material inerte, tal como, platina, e são também mergulhados na solução para fechar o circuito. O capilar passa através de um detector, usualmente um detector espectrofotométrico de absorção no UV/Vis.

Uma pequena quantidade de amostra é introduzida em uma das extremidades do capilar. A aplicação do campo elétrico provoca o movimento dos analitos em direção aos eletrodos. As separações em EC são baseadas na presença de um fluxo eletricamente induzido, denominado fluxo eletro osmótico (FEO), um fenômeno eletroforético que gera o fluxo da solução dentro do capilar, que faz com que os solutos se movimentem em direção ao detector. Este fluxo pode reduzir significativamente o tempo de análise ou forçar um íon a reverter a sua tendência de migração em direção a um eletrodo, pelo qual está sendo atraído, devido ao sinal de sua carga.

O gráfico, gerado pelo detector, tempo em função de resposta do detector é denominado eletroferograma (Figura 2).

Vantagens e Desvantagens

A principal vantagem da eletroforese capilar em relação às outras técnicas de separação é a maior eficiência e resolução obtidas em um tempo menor de análise e com a utilização de volumes pequenos da amostra (1 – 10 nL por injeção) e do eletrólito de trabalho (10 – 100 mL diários).

A técnica de eletroforese capilar possui uma série de vantagens, tais como:

Rapidez,

Versatilidade,

Baixo custo por análise, alto poder se separação (resolução),

Consumo mínimo de amostras, reagentes e solventes.

Desvantagem

Embora a instrumentação seja conceitualmente simples, há grandes dificuldades experimentais na introdução da amostra e na detecção, devido aos volumes muito pequenos envolvidos. Uma vez que o volume de um capilar normal é da ordem de 4 a 5µL, os volumes de injeção e detecção devem ser da ordem de alguns nanolitros ou menor.

Liana

Técnicas

Eletroforese Capilar em Solução Livre (ECSL)

A separação de íons é a forma mais simples de EC e é denominada eletroforese capilar em solução livre. Muitos compostos podem ser separados rapidamente e facilmente por esta técnica. A separação em ECSL é baseada nas diferenças nas mobilidades eletroforéticas resultantes das diferentes velocidades de migrações de espécies iônicas no tampão, contido