Электрокинетические свойства коллоидных растворов. Применение электрофореза в медицине
К электрокинетическим явлениям относят эффекты, связанные либо с относительным движением двух фаз под действием постоянного электрического поля, либо с возникновением разности потенциалов при относительном смещении двух фаз, на границе между которыми существует двойной электрический слой.
Основанные на взаимосвязи между электрическими и кинетическими свойствами дисперсных систем, эти явления подразделяются на две группы: прямые и обратные. К прямым относят электрокинетические явления, возникающие под действием внешнего электрического поля (электрофорез и электроосмос), к обратным - явления, в которых при механическом перемещении одной фазы относительно другой возникает электрический потенциал (потенциалы протекания и седиментации).
Электрофорез – основан на различии в скоростях движения частиц разного заряда, формы и размера в электрическом поле.
Скорость движения:
V = z∙H / 6πrη,
где V– скорость движения; z– заряд иона; H – напряжённость
поля; r – радиус частицы; η – вязкость среды.
Скорость движения частицы характеризуется подвижностью, т.е. расстоянием, проходимым за одну секунду под действием электрического поля напряженностью 1 В/см.
Различают два варианта электрофореза: фронтальный (простой) и зонный (на носителе). В первом случае небольшой объем раствора, содержащего разделяемые компоненты, помещают в трубку с раствором электролита. Во втором случае передвижение происходит в стабилизирующей среде, которая удерживает частицы на местах после отключения электрического поля (рис. 3.1):
L
Рис. 1. Электрофоретическое разделение на бумаге:
а – установка для электрофореза (1 – старт; 2 – буферный раствор; 3 – полоска бумаги); б – полоска носителя (А, В, С, D – зоны разделяемых веществ); в – кривая количественной оценки
Явление перемещения жидкости (дисперсионной среды) относительнонеподвижной дисперсной фазы под действием внешнего электрического поля, наблюдаемое как в капиллярно-пористых телах, так и в одиночных капиллярах, получило названиеэлектроосмоса.
а б
Рис. 2 Схематическое изображение опытов Рейссапо
электроосмосу (а) и электрофорезу (б)
Применение электрофореза в медицине
Лечебное вещество наносится на прокладки электродов и под действием электрического поля проникает в организм через кожные покровы (в терапии, неврологии, травматологии и др.) или слизистые оболочки (в стоматологии, ЛОР, гинекологии и др.) и влияет на физиологические и патологические процессы непосредственно в месте введения. Электрический ток также оказывает нервно-рефлекторное и гуморальное действие.
Преимущества лечебного электрофореза:
введение малых, но достаточно эффективных доз действующего вещества;
накопление вещества и создание депо, пролонгированность действия;
введение в наиболее химически активной форме — в виде ионов;
возможность создания высокой местной концентрации действующего вещества без насыщения им лимфы, крови и других сред организма;
возможность введения вещества непосредственно в очаги воспаления, блокированные в результате нарушения локальной микроциркуляции;
лечебное вещество не разрушается.
слабый электрический ток благоприятно влияет на реактивность и иммунобиологический статус тканей.