ELECTROFORESIS CAPILAR

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OBJETIVOS

• Principios Generales• Importancia Global• Técnicas• Areas de Aplicación• Desarrollos Recientes• Perspectivas a Futuro

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Variantes de Electroforesis Capilar

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• Isotacoforesis (Everaerts, 1968)• Enfoque Isoeléctrico Capilar• Electrocromatografía (Pretorius, 1974)• Electroforesis Capilar en Zona (CZE)

– Primeros intentos: Hjerten, 1967. Everaerts, 1979.– HPCZE: sílice fundida, di<100µm (Jorgenson, 1981)

• Cromatografía Capilar Micelar Electrocinética (Terabe, 1984)

• Columnas rellenas de gel (Cohen y Karger, 1987)

ELECTROFORESIS CAPILAR

VENTAJAS:• MUY ALTA EFICIENCIA (3·105 a 3·107 platos)• DETECCIÓN EN LÍNEA, cuantificación rápida y

reproducible.• AUTOMATIZABLE• RAPIDEZ Y REPRUDUCIBILIDAD• VERSATILIDAD, varios modos de operación.

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APLICACIONES

• MOLÉCULAS DE INTERES BIOQUÍMICO.• Fármacos, Análisis Clínicos.• Productos Naturales, Industria

Alimentaria.• Quelatos Metálicos• Contaminantes• Explosivos• Isómeros

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APLICACIONES

MOLÉCULAS DE INTERÉS BIOQUÍMICO:• Prótidos, Aminoácidos, Aminoazúcares.• Péptidos• Ácidos Nucleicos

– Purinas y Pirimidinas, Nucleósidos– Nucleótidos y Oligonucleótidos– Fragmentos de DNA.

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APLICACIONES

FÁRMACOS, ANÁLISIS CLÍNICOS:• Vitaminas, Metabolitos.• Barbitúricos, Drogas de abuso.• Antibióticos, Esteroides• Analgésicos, Antipiréticos, Anestésicos.• Neurotransmisores• Porfirinas, Cefalosporinas

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Electroforesis CapilarFuente de Alto Voltaje

Columna Capilar

Detector

Recipientes con electrolito

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CE: Principios de Operación

Doble Capa y Flujo Electroosmótico

+

+ +

+

+

++

+

+ +

+ +

+

+

+ +

+

+

++ +

+(-)(+)

FRC

Potencial Zeta de Superficie

Ψο

Ψ

ζs

++

++

+

+

++

+

++

++

+

FRC

FRC FRC

Presión

FLUJO LAMINAR

Fricción en las paredes

Resistencia al flujo transmitidaa las capas internas

Perfil de flujoparabólico

+

+ +

++

++

+++

++

Movimiento de la capaexterna cargada

Movimiento transmitidoa las capas internas

Perfil de flujoplano

FLUJO ELECTROOSMOTICO

FRC FRC

µeo

FRC FRC

FRC FRC

µeo

FRC FRC

FRC FRC

FRC FRC

FRC FRC

Electrolitoterminal

Electrolitofrontal

FRC FRC

Electrolitoterminal

Electrolitofrontal

FRC FRC

FRC FRC

Bandas de solutosestacionarias

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

1980 1985 1990 1995 2000 2005

CE

GC

GE

HPLC

Artículos Publicados Anualmente

FRC

Isotacoforesis

020406080

100120140160

70 72 74 76 78 80 82 94 86 88 90 92 94 96 98 0 2

Año

Publ

icac

ione

s/añ

o

FRC

Enfoque Isoeléctrico capilar

0

5

10

15

20

25

30

35

Publ

icac

ione

s/añ

o

73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 1Año

FRC

Cromatografía Capilar Electrocinética

0

50

100

150

200

250

Publ

icac

ione

s/añ

o

86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 0 1Año

FRC

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Técnicas de Electroforesis Capilar

MEKC8% ITP

13%

CEC16%

CZE53%

CIEF2%

CGE8%

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Areas de Aplicación de la Electroforesis

Alimentos5%

Farmacéutica23%

Medio Ambiente9%

Otras4%

Biología Molec.: DNA, proteínas, ...

59%

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Métodos de Detección Usados

Masas21%

Fluorescencia,no-LIF

13%

LIF18%

UV38%

otros10%

Incremento en Sensibilidad

• ITP/CZE y “apilamiento” de muestras• Reacciones Externas, PCR.• Detectores más sensibles (p. ej. TOF-

MS vs cuadrupolo o trampa iónica)• Preconcentración en línea• Formación de derivados (p. ej.

fluoresc.)FRC

Desarrollos Recientes• Secuenciación de DNA automática, mapeo de

genes, detección de huellas, etc.• Electroforesis rápida en microchips• Análisis de microambientes:

– Análisis de una sola molécula de DNA (L.D. ∼ 1 zmol)– Análisis de una sola célula

• Instrumentación Comercial Para Análisis Clínicos

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Expectativas a Futuro

• Proteómica (Electroenfoque)• Uso intensivo en Industria Biotecnológica• Abatir costos de instrumentación• Mejorar sensibilidad• Mejorar selectividad (formación de

complejos)

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