Electroforesis
La electroforesis, es un proceso en el cual se lleva a cabo la separación de moléculas, dependiendo de la movilidad que cada una de ellas tenga, dentro de un campo eléctrico.
Dicha separación puede hacerse en una superficie que se encuentre hidratada con una base sólida, en una matriz de tipo poroso, o también en disolución. Según el tipo de técnica mencionada a utilizar, la separación de las moléculas seguirá en distinta proporción a la carga eléctrica que tengan las moléculas, además de a la masa de cada una de ellas.
El soporte más utilizado para analizar las mezclas entre proteínas u otras sustancias, como por ejemplo, ácidos nucleicos, es el gel; el cual suele estar constituido por agar, u otras sustancias, como la poliacrilamida.
En el caso de los ácidos nucleicos, los cuales poseen una carga eléctrica negativa, se dirigirán al lado ( polo) positivo, en cambio, las proteínas, consiguen cargarse cuando se unen con otras sustancias como por ejemplo, un detergente, el cual les proporciona cargas negativas según la masa molecular que tenga cada proteína. Cuando añadimos la mezcla de las moléculas, y le aplicamos un campo eléctrico, estas se desplazarán, moviéndose y atravesando la malla que conforma el gel. De esta manera, las moléculas de menor tamaño, se desplazan más, y las moléculas con un tamaño mayor, se desplazarán mínimamente, permaneciendo cerca del punto de partida. Hay que tener en cuenta, que la placa de gel es una malla o red tridimensional, constituida por fibras que se disponen entrecruzadamente.
En general, las macromoléculas poseen carga eléctrica, y como sucede con los electrolitos, pueden ser clasificadas entre fuertes, y débiles, según la constante de ionización que tienen los grupos ácidos y básicos.
Para definir a una molécula se define la velocidad con la que se desplaza dentro del campo eléctrico, usando dicha medida para determinar, la masa molecular, o cambios en su composición, además de poder así, separar cuantitativamente diferentes especies de moléculas por tamaños en algunos casos.
Cuando separamos moléculas distintas, creamos un campo eléctrico en la molécula que se encuentra situada en el líquido portador. Debido a la generación del campo, se formará una intensidad que pasará de manera constante del polo positivo al negativo, por lo cual, actuará una fuerza en la molécula, que proporcionará una aceleración a esta, hasta que llegue a conseguir una velocidad en la cual, la resistencia, debido a la viscosidad que presente el medio, neutralizará a las fuerzas impulsoras, o en otras palabras, la molécula se desplazará siguiendo una constante velocidad. Este hecho lo podemos indicar como:
F = qE, de donde q, hace referencia a la carga y E a la intensidad que tiene el campo eléctrico en cuestión.
Si además, damos por hecho que las partículas a tratar son esféricas, siguiendo la Ley de Stokes, decimos que:
Fr = 6π Rŋυ, de donde R, hace referencia al radio de la esfera, así como V es la velocidad que posee la molécula y ŋ, la viscosidad que posee el fluido.
Así, sustituyendo, decimos que la velocidad es:
υ = qE / 6 πR.
La velocidad llega a alcanzarse en poco tiempo (segundos), por lo tanto, se llega a la conclusión, de que la velocidad puede ser constante a lo largo de todo el proceso.
La electroforesis, es un proceso que se ve afectado por diferentes factores, dependiendo principalmente del campo eléctrico, el cual a su vez, depende de distintos parámetros. Siguiendo la ley de Ohm, decimos que:
V = IR, de donde V, es el campo eléctrico, R, la resistencia, e I, la intensidad. Decimos que la velocidad es directamente proporcional a la diferencia de potencial que define a cada campo eléctrico.
Otro factor influyente a tener en cuenta es la temperatura, la cual, debido a la corriente eléctrica que produce calor ( efecto Joule), es directamente proporcional a la diferencia de potencial que exista, además de a la resistencia, por lo cual, se necesita mantener vigilada la temperatura, para que no produzca una desnaturalización de la molécula.