Elektrophorese
Elektrophorese bezeichnet die Wanderung elektrisch geladener Teilchen durch einen als Trägermaterial dienenden Stoff in einem elektrischen Feld.
Die Wanderungsgeschwindigkeit v ist dabei proportional der Feldstärke E und der Ionenladungenladung Q, umgekehrt proportional dem Teilchenradius r und der Viskosität η des Stoffes. Bei der Gelelektrophorese spielt auch das Verhältnis zwischen dem Teilchenradius und der Porenweite des als Trägermedium dienenden Gels eine Rolle, weil das Gel als Molekularsieb wirkt, so dass sich ein größerer Teilchenradius stärker hemmend auf die Wanderungsgeschwindigkeit auswirkt, als nur durch die Viskosität alleine zu erwarten wäre. Durch die unterschiedliche Ionenladung und den Teilchenradius bewegen sich die einzelnen Stoffe (Moleküle) unterschiedlich schnell durch das Trägermaterial und bilden so sichtbare Banden. Damit eignet sich die Elektrophorese sehr gut zur Trennung von Stoffgemischen (insbesondere Molekülgemischen). Als Trägermaterial können Flüssigkeiten, Gele (Gelelektrophorese) vor allem mit Polyacrylamid, Agarose) oder Feststoffe zum Einsatz kommen.
Eine wichtige Unterart der Gelelektrophorese ist die SDS-PAGE (Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Elektrophorese). Durch Zugabe von SDS werden die Ladungsunterschiede der Ionen ausgeglichen: sie werden nun nur nach ihrem Teilchenradius aufgetrennt. Den gleichen Effekt erreicht man auch mit speziellen Trägermaterialien, deren Poren von einem Ende zum Anderen immer dichter werden.
Angewandt wird die Elektrophorese vor allem als Analyseverfahren in der Biologie und Medizin (z.B. mit verschiedenen Proteinen). Eine der wichtigesten Anwendungen ist der DNA-Test. Die Elektrophorese dient hier dazu, DNA-Fragmente voneinander zu trennen.
Arten
Siehe auch
Trennverfahren, Stoffgradient