{"id":14166,"date":"2018-09-15T16:31:51","date_gmt":"2018-09-15T14:31:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/?p=14166"},"modified":"2024-02-08T09:02:59","modified_gmt":"2024-02-08T08:02:59","slug":"principio-fisico-dellelettroforesi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bmscience.net\/blog\/principio-fisico-dellelettroforesi\/","title":{"rendered":"Principio fisico dell’elettroforesi"},"content":{"rendered":"\n

L\u2019elettroforesi<\/strong> \u00e8 un tipo di metodica analitica che permette l\u2019analisi di molecole proteiche, amminoacidi e DNA. Essa consiste nella migrazione di particelle in sospensione, dotate di carica elettrica q<\/strong>, sotto l\u2019azione di un campo elettrico E<\/strong> applicato esternamente.
Le molecole di aminoacidi o di proteine contengono sia gruppi acidi che gruppi basici che si dissociano parzialmente quando si trovano in soluzione formando grossi ioni, sia carichi positivi che negativi. La grandezza e il segno di queste cariche elettriche dipendono dal pH della soluzione.
Inserendo due elettrodi, tra i quali si stabilisce una certa differenza di potenziale \u0394V<\/strong>, si genera un campo elettrico E<\/strong> uniforme:<\/p>\n\n\n

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Fonte: Fisica biomedica<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

dove d<\/strong> \u00e8 la distanza tra i due elettrodi. Il campo elettrico \u00e8 diretto dall\u2019elettrodo positivo (anodo) a quello negativo (catodo). La presenza del campo elettrico porta alla formazione di una forza che agisce sulla carica q<\/strong> di valore: Fe<\/sub>= q E<\/strong>.
Gli ioni si muovono con una certa velocit\u00e0 v<\/strong> in un mezzo viscoso e sono frenati perci\u00f2 da una forza di attrito viscoso (FR<\/sub><\/strong>) che ha la stessa direzione di v<\/strong> ma verso opposto: FR<\/sub>= -f v<\/strong>. Dove f<\/strong> \u00e8 il coefficiente di attrito viscoso e v<\/strong> \u00e8 la velocit\u00e0 degli ioni.
Considerando che gli ioni sono di forma sferica la FR<\/sub><\/strong> pu\u00f2 essere scritta applicando la legge di Stokes<\/strong>: FR<\/sub>=<\/strong> -6\u03c0\u03b7rv<\/strong>, dove r<\/strong> \u00e8 il raggio dello ione in movimento mentre \u03b7 <\/strong>\u00e8 il coefficiente di viscosit\u00e0 della soluzione.
La FR<\/sub><\/strong> frenante cresce con la v<\/strong> fino ad eguagliare in modulo la Fe<\/sub><\/strong> elettrica e la velocit\u00e0 limite di trascinamento v=vs<\/sub><\/em><\/strong> sapendo che Fe<\/sub>=-FR<\/sub><\/strong> per cui q E =<\/strong> \u2013<\/strong>6<\/strong>\u03c0\u03b7<\/strong>rvs<\/sub><\/strong> allora sar\u00e0:<\/p>\n\n\n

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La forza peso <\/em><\/strong>e la spinta di Archimede <\/em><\/strong>non si considerano all\u2019equilibrio delle forze, perch\u00e9 perpendicolari alla direzione della velocit\u00e0.<\/p>\n\n\n

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In luogo del coefficiente di sedimentazione, si definisce nel caso dell\u2019elettroforesi la mobilit\u00e0 elettroforetica <\/strong>\u03bce<\/sub> <\/strong>che risulta essere una propriet\u00e0 della particella e del solvente:<\/p>\n\n\n

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La \u03bce<\/sub><\/strong> rappresenta la velocit\u00e0 elettroforetica per unit\u00e0 di campo elettrico E<\/strong> applicato. Sostituendo f<\/strong> con 6<\/strong>\u03c0\u03b7<\/strong>r<\/strong> per particelle sferiche si ha:<\/p>\n\n\n

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Acquista<\/a> <\/a>ora<\/a><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Poich\u00e9 la mobilit\u00e0<\/strong> dipende dalle dimensioni delle particelle (in quanto f<\/strong>=6\u03c0\u03b7r<\/strong>), particelle di dimensioni diverse hanno mobilit\u00e0 e velocit\u00e0 di trascinamento diverse, in particolare la velocit\u00e0 delle particelle \u00e8 inversamente proporzionale alle loro dimensioni. Inoltre la mobilit\u00e0 dipende dalla carica elettrica q<\/strong> che nel caso degli amminoacidi varia a seconda del pH della soluzione. Infatti esiste un valore di pH per cui la carica netta \u00e8 nulla (punto isoelettrico). Particelle che hanno carica nulla non si muoveranno.<\/p>\n\n\n\n

Sfruttando le diverse velocit\u00e0 di migrazione elettroforetica si possono separare e analizzare quantitativamente le diverse componenti di una miscela di proteine o di amminoacidi.<\/p>\n\n\n\n

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Fonte: Fisica biomedica<\/a>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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