Kapillarelektrophorese

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Kapillarelektrophorese
Die Kapillarelektrophorese ist eine spezielle Form der Elektrophorese und stellt eine typische Trennmethode in der Analytischen Chemie dar. Als Elektrophorese wird die Wanderung elektrisch geladener Teilchen durch einen als Trägermaterial dienenden Stoff in einem elektrischen Feld bezeichnet.  

Geschichte der Kapillarelektrophorese
Die Elektrophorese beruht auf der Erfindung des schwedischen Forschers Arne Tiselius, der 1948 mit dem Nobelpreis der Chemie ausgezeichnet wurde. Bei der von Arne Tiselius entwickelten Elektrophorese werden Gele oder Papierstreifen, die in eine Elektrolytlösung getränkt sind, verwendet. Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes wurden die geladenen Substanzen aufgetrennt. Kationen wurden von der Kathode und Anionen von der Anode angezogen. Neutrale Stoffe waren keiner Anziehungskraft ausgesetzt. Um das Austrocknen der Gele und des Papierstreifens zu verhindern, darf keine zu hohe Spannung angelegt werden. Niedrige Spannungen haben aber sehr lange Analysezeiten zur Folge. Die eigentliche Kapillarelektrophorese wurde erst gegen Ende der 1970er Jahre entwickelt. Der Erfolg basierte auf den Einsatz von dünnen Kapillaren aus Glas und Teflon mit einem Durchmesser von 200 bis 500 µm.

Funktionsweise der Elektrophorese
Die Wanderungsgeschwindigkeit ist hierbei proportional zur Feldstärke und der Ionenladung sowie umgekehrt proportional zum Teilchenradius und der Viskosität des Stoffes. Bei der Gelelektrophorese spielt zudem das Verhältnis zwischen dem Teilchenradius und der Porenweite des Trägermaterials eine Rolle. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, dass bei der Gel-Elektrophorese das Gel als Molekularsieb wirkt. Dies hat zur Folge, dass ein größerer Teilchenradius die Wanderungsgeschwindigkeit stärker hemmt. Durch die unterschiedliche Ionenladung und den Teilchenradius bewegen sich die einzelnen Stoffe unterschiedlich schnell durch das Trägermaterial und erreichen eine Auftrennung entsprechend ihrer elektrophoretischen Mobilität. Aus diesem Grund eignet sich die Elektrophorese sehr gut zur Trennung von Stoffgemischen. Als Trägermaterialen können Flüssigkeiten, Gele oder Feststoffe verwendet werden. Wird eine Kapillarelektrophorese angewendet, so findet diese Trennung in einem dünnen Kapillarrohr in einer Elektrolytlösung statt. Um die Probe auch in die Kapillare einbringen zu können, wird das Elektrolytgefäß am Kapillareinlass gegen ein Probengefäß ausgetauscht. Die Probeninjektion kann grundsätzlich auf mehrere Arten erfolgen. Entweder hydrodynamisch durch das Anlegen von Druck am Kapillareinlass oder durch das Anlegen eines Vakuums am Kapillarauslass. Das injizierte Probenvolumen wird von der Druck- bzw. Vakuumhöhe und von der Zeit beeinflusst. Beim hydrostatischen Aufbringen der Probe wird ein Fluss durch die Schaffung eines Niveauunterschiedes erzeugt. Das injizierte Probenvolumen wird hierbei durch den hydrostatischen Druckunterschied und die Zeit bestimmt.

Literatur
•http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kapillarelektrophorese&oldid=79210096 (Abgerufen: 28.03.11).
•http://www.wissen.de/wde/generator/wissen/ressorts/natur/naturwissenschaften/indexoffline,page=1136110.html (Abgerufen: 28.03.11).

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