Մազանոթային էլեկտրաֆորեզ

Մազանոթային էլեկտրաֆորեզ (ՄԷ), կվարցե մազանոթում էլեկտրական դաշտի ազդեցության ներքո, հատկապես տասնյակ բաղադրիչներից բաղկացած բարդ խառնուրդների բաժանման, ինչպես նաև դրանց իսկության ու քանակական պարունակության որոշման անգնահատելի եղանակ (Տիզելիուս, 1937): Ներկայումս ՄԷ-ը կիրառվում է սպիտակուցների, պեպտիդների, ամինաթթուների, վիտամինների, պեստիցիդների, մակերևույթային ակտիվ նյութերի, ածխաջրերի, օլիգոնուկլեոտիդների բաժանման ու ճանաչման համար: Էլեկտրաֆորեզով վերլուծման համար պահանջվում են չնչին քանակի նմուշներ, օրգանական լուծիչների փոքր ծախս:

Նյութերի բաժանման եղանակները ստանդարտացված են, քանզի վերարտադրելի են բաղադրիչների միգրացման ժամանակը, մազանոթում նմուշի նախնական կոնցենտրացման ուղիները, մազանոթի ներքին պատերի շերտածածկման եղանակները, որով կարելի է ղեկավարել էլեկտրաօսմոտիկ հոսքը: Էլեկտրաֆորետիկ բաժանումը տեղի է ունենում էլեկտրական դաշտում միմյանց հետ էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության մեջ գտնվող լիցքավորված մասնիկների միգրացման շնորհիվ: Բարձրարդյունավետ մազանոթային էլեկտրաֆորեզի (ԲՄԷ) համակարգում (նկ. 1) նյութերի բաժանումը կատարվում է բուֆերային լուծույթով լցված 25-75 միկրոն ներքին տրամագծով մազանոթում (kap.), ինչը թույլ է տալիս խուսափել ջոուլային տաքացումից: Մազանոթների բարձր էլեկտրադիմադրությունը հնարավորություն է տալիս կիրառել ինտենսիվ էլեկտրական դաշտեր (100-500 Վ/սմ): Էլեկտրական դաշտի բարձր լարվածությունը կրճատում է վերլուծման ժամանակը, մեծացնում բաժանման արդյունավետությունը: Կվարցե մազանոթի միջով վակուումի օգնությամբ բաց են թողնում բուֆերային լուծույթ (Bu, ֆոսֆատային կամ բորատային)` մազանոթի ծայրերը իջեցնելով այդ լուծույթով լցված տարողությունների (резервуар) մեջ, որոնք միանում են մեծ լարվածությամբ էլեկտրական հոսանքի սնուցման աղբյուրին (HV): Փորձարկվող նմուշի միկրոծավալները մազանոթի մեջ ներմուծվում են անոդի (A) կողմից՝ կարճ ժամանակով փոխարինելով անոդային բուֆերային (Bu) ռեզերվուարը նմուշայինով (S): Մազանոթի ծայրերը նորից բուֆերի մեջ վերադարձնելը և մազանոթում էլեկտրական դաշտի ստեղծումը նպաստում է բաղադրիչների շարժմանը տարբեր արագություններով, հետևաբար նաև դրանց բաժանմանը: ԲՄԷ-ի աշխատանքի հիմնական գործոնը էլեկտրաօսմոտիկ հոսքն է (ԷՕՀ), կապված կրկնակի շերտի դիֆուզային մասի շարժումով, մազանոթի (kk) ներքին պատերին առաջացած մակերևույթային լիցքի շնորհիվ (նկ. 2):

Նկ․ 1 ԲԱՄԷ –ի համակարգի աշխատանքի ուրվանկար
Նկ․ 2 Էլեկտրաօսմոտիկ հոսքի առաջացման ուրվանկար
Նկ․ 3 Հոսքերի պրոֆիլներ

ԲԱՀՔ-ի դեպքում բաժանումը կատարվում է ճնշման տակ, որի արդյունքում տեղի է ունենում շերտերի ընդլայնում և խառնուրդի հոսքի երկայնական կտրվածքը (պրոֆիլը) լամինարային է (նկ. 3. a): ՄԷ-ի դեպքում ֆազերի միջև անցումներ տեղի չեն ունենում և հոսքի երկայնական կտրվածքը (պրոֆիլը) հարթ է (b), ինչը մեթոդի յուրահատկություններից է և մեծացնում է բաժանվող նյութերի ուղղորդվածությունը:

Էլեկտրաօսմոտիկ հոսքի ուղղությունը կարելի է փոխել կվարցային մազանոթի պատերը կատիոնային մակերևույթային ակտիվ նյութերով ձևափոխելու (մոդիֆիկացման) միջոցով: Մազանոթում լուծված նյութի հապաղումը կախված է էլեկտրաօսմոտիկ հոսքից, որով պայմանավորված է բոլոր մասնիկների շարժումը նույն ուղղությամբ, անկախ լիցքից: Երբ հոսքն ուղղված է անոդից կատոդ՝ անիոնները, կատիոնները, չեզոք մասնիկները շարժվում են նույն ուղղությամբ, սակայն տարբեր արագություններով: Ամենաարագը շարժվում են կատիոնները, ամենադանդաղը՝ անիոնները իսկ չեզոք մասնիկների արագությունը հավասար է հոսքի արագությանը: Կատոդի մոտ անջատվող նյութերը հերթով բացահայտվում են օպտիկական եղանակով (ՈւՄ- սպեկտր, նկ. 1, D)՝ հենց մազանոթի ծայրի թափանցիկ պատի միջով և տվյալները համեմատվում են ստանդարտի հետ: Մազանոթային էլեկտրաֆորեզի համակարգը կարելի է անմիջականորեն միացնել մասս-սպեկտրաչափին՝ միանման նմուշները միմյանցից տարբերելու համար: ՄԷ-ով բաժանվող մոլեկուլների շարժման արագությունը (I) հակառակ լիցքով էլեկտրոդի նկատմամբ կախված է գործադրված էլեկտրական դաշտի հզորությունից (E) և տրված рН –ի պայմաններում դրանց էլեկտրաֆորետիկ շարժունակությունից (μ_p), վերջինս էլ ուղիղ համեմատական է մասնիկի լիցքի մեծությանը (z) և հակառակ՝ զանգվածին, ավելի ճիշտ՝ իոնական շառավղին (r) և միջավայրի դիմադրողականությանը (η, մածուցիկությանը):

Էլեկտրաֆորեագրի վրա լարվածակետերի (պիկ) թիվը ցույց է տալիս բաղադրիչների քանակը, հաջորդականությունը՝ դրանց իսկությունը (ըստ հապաղման ժամանակամիջոցի, միգրացման տևողությունը), պիկերի մակերեսի մեծությունը՝ քանակական պարունակությունը :

Բուֆերային լուծույթներում փոքր քանակով օրգանական լուծիչներ (սպիրտ, էթիլացետատ...) ավելացնելիս կարելի է մեծացնել համակարգի բաժանող կարողությունը: Ներկայումս մշակված են վարֆարինի, պարացետամոլի, մորֆինի, հակաառիթմիկ, հակացնցումային բազմաթիվ դեղանյութերի բաժանման, իսկության ու քանակական վերլուծման եղանակներ:

Գրականություն

• Քիմիայի և դեղագիտության համառոտ հանրագիտարան, Ռ. Հակոբյան, 2016, Dex.am