ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрофорез из "Курс коллоидной химии" Движение частиц дисперсной фазы в постоянном электрическом поле в жидкой среде схематически изображено на рис. XII. 13. [c.197] Отрицательно заряженная частица вместе с плотным слоем ионов внешней обкладки приобретает направленное движение в сторону полол ительного полюса, тогда как ионная атмосфера (диффузный слой) перемещается в противоположном направлении. При выборе системы координат, неподвижно связанной с частицей, получается картина, принципиально идентичная электроосмосу, и, следовательно, уравнение (XII. 26) должно быть применимым к электрофорезу (с обратным знаком). В отличие от электроосмоса здесь можно непосредственно измерить линейную скорость движения частицы U, а также поле X = Е/1, где Е — разность потенциалов на электродах I — расстояние между ними. [c.197] Значения и, измеренные на опыте, оказываются несколько меньшими, чем для обычных ионов в растворе и лежат в большинстве случаев в интервале (0,1—5) 10 см /(с-В), что соответствует значениям от 1,5 до 75 мВ. [c.197] Методика измерения электрофореза сводится либо к непосредственной регистрации скорости движения частицы в электрическом поле в плоской камере под микроскопом (или ультрамикроскопом) при помощи сетки или шкалы, помещенной в окуляр (окулярмикрометр), либо по скорости перемещения границы золя с боковой жидкостью в градуированной и-образной трубке 1 [1. 2, 15—17]. [c.198] Результаты изучения электрофореза показали, что многие экспериментальные факты не укладываются в рамки изложенной простой теории. Так, было установлено, что и иногда оказывается функцией радиуса частиц и зависимость эта неодинакова в растворах различной концентрации. [c.198] Современная теория, развитая в трудах Овербека, Генри, Бутса, Духина и других авторов, учитывает два эффекта, влияющих на подвижность частиц в электрическом поле. Первый из них, называемый э ф ф е к т о м релаксации, связан с нарущение сферической симметрии диффузного слоя вокруг частицы, возникающим вследствие движения фаз в противоположном направлении. В результате такой поляризации ДЗС (-см. раздел ХП. 6) возникает как бы диполь, уменьщающий эффективное значение X, и, следовательно, Иэф и -потенциал, вычисляемый по уравнению (ХП.26). [c.198] Второй эффект также связан с ионной атмосферой встречный поток противоионов создает дополнительное трение, обусловленное электрическими силами и препятствующее движению частицы. Этот эффект, называемый электрофоретическим торможением, в отличие от первого, возникает как в случае сферической симметрии, так и при ее нарушении. [c.198] Количественная интерпретация привела Генри к следующему выражению, уточняющему (ХИ.31). [c.198] Результаты расчетов, выполненных Генри для нескольких типичных систем, приведены на рис. XII. 14, где по оси абсцисс отложены значения безразмерного радиуса частицы, выраженные в толщинах диффузного слоя 6. [c.198] Влияние эффектов возрастает с уменьшением г и практически исчезает лщць при г/б 100, что соответствует г 1 мкм для 10 и. раствора 1 — 1-зарядно го электролита н г 10 мкм для 10 и. раствора. [c.198] При определении методом электрофореза следует учитывать также влияние поверхностной проводимости (см. далее). [c.198] Очень важная область применения электрофореза — разделение сложных, особенно органических и высокомолекулярных компонентов раствора. Электрофорез применяют в медицине для разделения и анализа белков. [c.198] Наиболее совершенная и довольно сложная конструкция аппарата для электрофоретического разделения, предложенная Тизелиусом, основана на методе подвижной границы. Компоненты раствора (например, плазмы крови), обладающие различными подвижностями, пространственно разделяются в и-образном сосуде после длительного электрофореза. Оптическая система построена так, что свет, проходящий через сосуд в нормальном к нему направлении, преломляется на границах, которые разделяют растворы отдельных компонентов. [c.199] Использование сложных оптических схем с разверткой позволяет получить на выходе э л е кт р о ф о р е гр а м м у — кривую с отдельными пиками. Абсцисса каждого пика дает значение и/, характерное для данного компонента и позволяющее провести идентификацию площадь под пиком пропорциональна сг. Таким образом, методом электрофореграмм можно вести не только качественный, но и количественный анализ в сравнительно мягких условиях, поскольку в слабом электрическом поле, в отличие от условий других методов анализа (например, химических), не происходит денатурации белков. [c.199] Электрофореграммы плазмы крови в норме у всех людей дают почти одну и ту же картину (рис. XII. 15, а). Для патологии характерна совершенно иная и специфическая для каждого заболевания картина (рис. XII. 15,6). Следовательно, электрофореграммы могут быть успешно использованы как для диагноза, так и для контроля за ходом болезни и нормализацией белкового состава крови. Метод широко используют также для разделения аминокислот, антибиотиков, ферментов, антител и других объектов. [c.199] Разновидность метода — бумажный электрофорез, оформление которого значительно проще. В этом методе на полоску однородной непроклеенной бумаги, пропитанной буферным раствором, наносят каплю исследуемого раствора. Концы полоски погружают в сосуды с электродами, заполненные тем же буферным раствором, Под действием поля компоненты движутся с различными скоростями (пропорциональными д.) и через некоторое время наступает пространственное их разделение и проявление в виде отдельных пятен после фиксации специальным проявителем. По интенсивности пятен и сдвигу их от начального уровня можно оценить состав и концентрации компонентов в исходном растворе. [c.199] С этой целью суспепзию каолина налипают в медную чашечку, соответствующую по форме изготовляемому изделию и соединенную с анодом. Катод вводят в виде медной сетки, также повторяющей форму изделия. Суспензию непрерывно перемешивают для устранения оседания. Через несколько секунд после включения тока на аноде образуется прочный слой, легко отделяемый при нагревании от медной формы и образующий после обжига фарфоровое изделие. [c.200] Особенно широкие перспективы приобретает в современной технике электрофоретическое получение тонких полупроводниковых пленок на твердой основе. [c.200] Вернуться к основной статье