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ELECTROFORESIS CAPILAR
FRC
OBJETIVOS
• Principios Generales• Importancia Global• Técnicas• Areas de Aplicación• Desarrollos Recientes• Perspectivas a Futuro
FRC
Variantes de Electroforesis Capilar
FRC
• Isotacoforesis (Everaerts, 1968)• Enfoque Isoeléctrico Capilar• Electrocromatografía (Pretorius, 1974)• Electroforesis Capilar en Zona (CZE)
– Primeros intentos: Hjerten, 1967. Everaerts, 1979.– HPCZE: sílice fundida, di<100µm (Jorgenson, 1981)
• Cromatografía Capilar Micelar Electrocinética (Terabe, 1984)
• Columnas rellenas de gel (Cohen y Karger, 1987)
ELECTROFORESIS CAPILAR
VENTAJAS:• MUY ALTA EFICIENCIA (3·105 a 3·107 platos)• DETECCIÓN EN LÍNEA, cuantificación rápida y
reproducible.• AUTOMATIZABLE• RAPIDEZ Y REPRUDUCIBILIDAD• VERSATILIDAD, varios modos de operación.
FRC
APLICACIONES
• MOLÉCULAS DE INTERES BIOQUÍMICO.• Fármacos, Análisis Clínicos.• Productos Naturales, Industria
Alimentaria.• Quelatos Metálicos• Contaminantes• Explosivos• Isómeros
FRC
APLICACIONES
MOLÉCULAS DE INTERÉS BIOQUÍMICO:• Prótidos, Aminoácidos, Aminoazúcares.• Péptidos• Ácidos Nucleicos
– Purinas y Pirimidinas, Nucleósidos– Nucleótidos y Oligonucleótidos– Fragmentos de DNA.
FRC
APLICACIONES
FÁRMACOS, ANÁLISIS CLÍNICOS:• Vitaminas, Metabolitos.• Barbitúricos, Drogas de abuso.• Antibióticos, Esteroides• Analgésicos, Antipiréticos, Anestésicos.• Neurotransmisores• Porfirinas, Cefalosporinas
FRC
Electroforesis CapilarFuente de Alto Voltaje
Columna Capilar
Detector
Recipientes con electrolito
FRC
CE: Principios de Operación
Doble Capa y Flujo Electroosmótico
+
+ +
+
+
++
+
+ +
+ +
+
+
+ +
+
+
++ +
+(-)(+)
FRC
Potencial Zeta de Superficie
Ψο
Ψ
ζs
++
++
+
+
++
+
++
++
+
FRC
FRC FRC
Presión
FLUJO LAMINAR
Fricción en las paredes
Resistencia al flujo transmitidaa las capas internas
Perfil de flujoparabólico
+
+ +
++
++
+++
++
Movimiento de la capaexterna cargada
Movimiento transmitidoa las capas internas
Perfil de flujoplano
FLUJO ELECTROOSMOTICO
FRC FRC
µeo
FRC FRC
FRC FRC
µeo
FRC FRC
FRC FRC
FRC FRC
FRC FRC
Electrolitoterminal
Electrolitofrontal
FRC FRC
Electrolitoterminal
Electrolitofrontal
FRC FRC
FRC FRC
Bandas de solutosestacionarias
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1980 1985 1990 1995 2000 2005
CE
GC
GE
HPLC
Artículos Publicados Anualmente
FRC
Isotacoforesis
020406080
100120140160
70 72 74 76 78 80 82 94 86 88 90 92 94 96 98 0 2
Año
Publ
icac
ione
s/añ
o
FRC
Enfoque Isoeléctrico capilar
0
5
10
15
20
25
30
35
Publ
icac
ione
s/añ
o
73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 1Año
FRC
Cromatografía Capilar Electrocinética
0
50
100
150
200
250
Publ
icac
ione
s/añ
o
86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 0 1Año
FRC
FRC
Técnicas de Electroforesis Capilar
MEKC8% ITP
13%
CEC16%
CZE53%
CIEF2%
CGE8%
FRC
Areas de Aplicación de la Electroforesis
Alimentos5%
Farmacéutica23%
Medio Ambiente9%
Otras4%
Biología Molec.: DNA, proteínas, ...
59%
FRC
Métodos de Detección Usados
Masas21%
Fluorescencia,no-LIF
13%
LIF18%
UV38%
otros10%
Incremento en Sensibilidad
• ITP/CZE y “apilamiento” de muestras• Reacciones Externas, PCR.• Detectores más sensibles (p. ej. TOF-
MS vs cuadrupolo o trampa iónica)• Preconcentración en línea• Formación de derivados (p. ej.
fluoresc.)FRC
Desarrollos Recientes• Secuenciación de DNA automática, mapeo de
genes, detección de huellas, etc.• Electroforesis rápida en microchips• Análisis de microambientes:
– Análisis de una sola molécula de DNA (L.D. ∼ 1 zmol)– Análisis de una sola célula
• Instrumentación Comercial Para Análisis Clínicos
FRC
Expectativas a Futuro
• Proteómica (Electroenfoque)• Uso intensivo en Industria Biotecnológica• Abatir costos de instrumentación• Mejorar sensibilidad• Mejorar selectividad (formación de
complejos)
FRC