Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого

Президента России Б.Н. Ельцина»

Физико-технологический институт

Кафедра редких металлов и наноматериалов

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

Электрофорез

Преподаватель И.Б. Половов

Студент А.В. Хитрых

Группы Фт-320016

Екатеринбург 2024

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Основные принципы электрофореза 3

2. Теоретические основы электрофореза 4

3. Практическое применение электрофореза 6

4. Преимущества и ограничения электрофореза 8

5. Современные достижения и перспективы 9

ВЫВОДЫ 11

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 12

Введение

Электрокинетические явления были открыты профессором Московского университета Ф.Ф.Рейсом в 1808 г. Рейс исследовал явление электролиза воды (открытое Фарадеем) с целью разделения продуктов электролиза. Рейс погрузил во влажную глину две стеклянные трубки, наполненные водой, в трубки были введены электроды. После включения электрического тока наблюдалось движение отрывающихся частичек глины к положительному электроду. Это явление было названо электрофорезом. [1]

Электрофорезом называют метод разделения заряженных частиц (молекул, ионов или коллоидных частиц) в электрическом поле. Он занимает центральное место среди методов исследования белков и нуклеиновых кислот. В современной научной литературе редко можно встретить статью, в которой бы на той или иной стадии фракционирования или характеристики этих биополимеров не был использован электрофорез. Метод позволяет разделять макромолекулы, различающиеся по таким важнейшим параметрам, как размеры (или молекулярная масса), пространственная конфигурация, вторичная структура и электрический заряд, причем эти параметры могут выступать как порознь, так и в совокупности.

В физической и коллоидной химии электрофорез применяется в процессах электроосаждения частиц из аэрозолей, суспензий, эмульсий, депарафинизации масляных фракций и во многих других случаях. Также, существует аналитический электрофорез – определение заряда коллоидных частиц.

1. Основные принципы электрофореза

Как уже было сказано ранее, электрофорез — это метод разделения заряженных частиц в электрическом поле. Основной принцип метода заключается в том, что частицы, находящиеся в буферном растворе, обладают электрическим зарядом, который зависит от pH среды. При пропускании электрического тока через раствор, заключенный в канал из изолирующего материала, устанавливается электрическое поле, в котором частицы мигрируют к катоду или аноду в зависимости от знака их заряда. Скорость миграции ограничивается трением о окружающую среду, и в результате частицы разделяются на зоны с одинаковыми молекулами, мигрирующими с одинаковой скоростью.

Электрическое поле создается разностью потенциалов на концах рабочего канала, и его напряженность измеряется в вольтах на сантиметр (В/см). Под действием поля частицы мигрируют в направлении, определяемом их зарядом. Скорость миграции зависит от величины заряда и размеров молекулы, а также от вязкости среды и напряженности электрического поля. Основные параметры, влияющие на электрофорез: напряжение, проводимость среды, размер и заряд частиц:

• Величина напряжения определяет силу электрического поля, которое действует на частицы;

• Проводимость раствора влияет на скорость миграции частиц;

• Размеры и заряд частиц определяют их подвижность в электрическом поле.

В современных приборах рабочий канал заполняют гелем, который вносит дополнительное сопротивление движению частиц, что позволяет более точно разделять молекулы по размерам.