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