Schaltplan Schaltung Bauplan Elektrophorese Teilchenwanderung im Elektrischen Feld
Die Elektrophorese stellt eine Möglichkeit dar, Gemische von Teilchen
mithilfe eines elektrischen Feldes aufzutrennen. Sie hat ihren Ursprung
im Jahre 1791 mit der Beschreibung der Elektrolyse und wurde 1933
erstmals, mit dem Ziel Serumproteine zu trennen, angewendet. Die
Anwendungsbereiche dieses Verfahrens sind vielseitig und reichen von der
Medizin mit Analysen des Hämoglobins bis zum genaueren Betrachten von
DNA-Sequenzen in der Biologie.

Dieser Vorgang ist nur möglich, wenn die elektrophoretische Mobilität
der beiden zu trennenden Teilchen unterschiedlich ist. Generell wandern
Kationen zur Kathode und Anionen zur Anode. Es gibt jedoch zwei
Faktoren, die beeinflussen wie schnell die Wanderung vonstatten geht.
Zum einen ist erwiesen, dass desto größer die Ladung des Teilchens ist,
desto schneller wandert es in der Elektrophorese. Außerdem spielt sowohl
die Form, wie auch die Größe des Stoffes oder der Teilchen eine
entscheidende Rolle. Große Teilchen wandern langsamer zum entsprechenden
Pol als kleinere. Deshalb gilt, dass sich die Wanderungsgeschwindigkeit
proportional zu der Feldstärke und der Ionenladung, und antiproportional
zu der Viskosität und dem Radius des Stoffes, verhält. Da bei der
Elektrophorese jedoch neben Flüssigkeiten oder Feststoffen zumeist Gele
als Trägermedium verwendet werden, wirkt sich besonders der
Teilchenradius stark auf die Geschwindigkeit der Wanderung aus. Dies
liegt daran, dass das Gel als Molekularsieb wirkt und somit das
Verhältnis zwischen dem Radius der Teilchen und der Porenweite des
Trägermediums eine zentrale Rolle spielt. Weitere Faktoren können unter
anderem die Anlagerung von Wassermolekülen an gelösten Ionen
(Hydrathülle) oder auch die Ionenatmosphäre sein.

Aufgrund der Anwendungsmöglichkeiten wurden verschiedene Methoden zur
Trennung von bestimmten Stoffen erfunden. Dabei unterscheiden sich
besonders die Trägermedien. Sollen DNA-Sequenzen aufgeteilt werden, um
beispielsweise Vaterschaftstests zu machen oder Erbkrankheiten
hervorzusehen, so werden Agarose-Gele verwendet. Polyacrylamid-Gele
hingegen ermöglichen es mit Hilfe von Natriumlaurylsulfat die
elektrische Ladung der Teilchen weitestgehend aufzuheben und sie deshalb
nur nach der Molekülmasse aufzuteilen. Darüber hinaus gibt es auch
Elektrophorese-Verfahren, die keine Träger-Substanz benötigen, wie
beispielsweise die Dichtegradientenelektrophorese.

Hier finden Sie Anleitung, Grundlagen, Einführung und weitere Informationen zum Thema Elektrophorese

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