Principi dell'elettroforesi capillare:
Mobilità elettroforetica:
La CE funziona in base al principio della mobilità elettroforetica. Quando viene applicata una tensione attraverso un capillare riempito con una soluzione elettrolitica, gli ioni presenti nel campione migrano verso l'elettrodo di carica opposta. La velocità di migrazione, nota come mobilità elettroforetica, dipende dalla carica e dalla dimensione dello ione. Gli ioni più piccoli con cariche più elevate migrano più velocemente, portando alla loro separazione.
Capillare:
Un aspetto cruciale della CE è l’uso di un tubo capillare stretto, tipicamente costituito da silice fusa. Questo diametro interno stretto (tipicamente compreso tra 50 e 100 micrometri) offre numerosi vantaggi, tra cui una ridotta dissipazione del calore (riscaldamento Joule), una maggiore intensità del campo elettrico e una maggiore efficienza di separazione. Il capillare è riempito con una soluzione elettrolitica che fornisce gli ioni necessari per il processo di separazione.
Introduzione di esempio:
Nella CE, l'introduzione del campione viene solitamente eseguita utilizzando una tecnica chiamata iniezione idrodinamica. Un piccolo volume del campione viene introdotto nel capillare applicando una breve differenza di pressione, generalmente utilizzando una pompa a siringa. Questa iniezione guidata dalla pressione garantisce l'introduzione del campione senza un significativo allargamento della banda, preservando l'efficienza della separazione.
Rilevamento:
Il rilevamento in CE viene generalmente ottenuto monitorando le variazioni di assorbanza degli ioni separati mentre passano attraverso una finestra di rilevamento nel capillare. La finestra di rilevamento è solitamente posizionata vicino all'estremità del capillare, consentendo la rilevazione degli analiti mentre eluiscono dal capillare. Possono essere impiegati vari metodi di rilevamento, tra cui l'assorbanza UV-Vis, la fluorescenza e la spettrometria di massa.
Analisi dei dati:
Il risultato di un'analisi CE è un elettroferogramma, ovvero un grafico dell'intensità del segnale del rilevatore rispetto al tempo di migrazione degli analiti. Ciascun analita produce un picco nell'elettroferogramma e l'area o altezza del picco viene utilizzata per l'analisi quantitativa. Il tempo di migrazione di ciascun analita fornisce informazioni qualitative per l'identificazione dell'analita.
Applicazioni dell'elettroforesi capillare:
Molecole biologiche:
La CE è ampiamente utilizzata per la separazione e l'analisi di biomolecole, come proteine, peptidi e acidi nucleici. È particolarmente utile per analizzare miscele complesse grazie alla sua elevata efficienza e sensibilità di separazione.
Analisi farmaceutiche:
La CE svolge un ruolo significativo nell'industria farmaceutica per il controllo di qualità, la valutazione della purezza e gli studi sulla formulazione dei farmaci. Viene utilizzato per analizzare ingredienti farmaceutici attivi, impurità ed eccipienti.
Monitoraggio ambientale:
La CE trova applicazione nel monitoraggio ambientale per l'analisi di inquinanti, metalli pesanti e altri contaminanti in campioni di acqua, suolo e aria.
Analisi di alimenti e bevande:
La CE viene utilizzata per analizzare additivi alimentari, dolcificanti, conservanti e contaminanti nei campioni di alimenti e bevande.
Analisi forense:
La CE viene utilizzata nella scienza forense per analizzare campioni di DNA e rilevare la presenza di farmaci e tossine nei fluidi biologici.
In sintesi, l'elettroforesi capillare è una tecnica analitica versatile che separa e analizza gli ioni in base alla loro mobilità elettroforetica in un tubo capillare. Offre numerosi vantaggi, tra cui elevata efficienza di separazione, sensibilità e applicazioni ad ampio raggio in vari campi scientifici.