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ELECTROFORESIS CAPILAR
FRC
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OBJETIVOS
• Principios Generales• Importancia Global• Técnicas• Areas de Aplicación• Desarrollos Recientes• Perspectivas a Futuro
FRC
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Variantes de Electroforesis Capilar
FRC
• 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)
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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.
FRC
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APLICACIONES
• MOLÉCULAS DE INTERES BIOQUÍMICO.• Fármacos, Análisis Clínicos.• Productos Naturales, Industria
Alimentaria.• Quelatos Metálicos• Contaminantes• Explosivos• Isómeros
FRC
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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.
FRC
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APLICACIONES
FÁRMACOS, ANÁLISIS CLÍNICOS:• Vitaminas, Metabolitos.• Barbitúricos, Drogas de abuso.• Antibióticos, Esteroides• Analgésicos, Antipiréticos, Anestésicos.• Neurotransmisores• Porfirinas, Cefalosporinas
FRC
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Electroforesis CapilarFuente de Alto Voltaje
Columna Capilar
Detector
Recipientes con electrolito
FRC
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CE: Principios de Operación
Doble Capa y Flujo Electroosmótico
+
+ +
+
+
++
+
+ +
+ +
+
+
+ +
+
+
++ +
+(-)(+)
FRC
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Potencial Zeta de Superficie
Ψο
Ψ
ζs
++
++
+
+
++
+
++
++
+
FRC
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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
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FRC FRC
µeo
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FRC FRC
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FRC FRC
µeo
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FRC FRC
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FRC FRC
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FRC FRC
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FRC FRC
Electrolitoterminal
Electrolitofrontal
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FRC FRC
Electrolitoterminal
Electrolitofrontal
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FRC FRC
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FRC FRC
Bandas de solutosestacionarias
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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
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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
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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
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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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FRC
Técnicas de Electroforesis Capilar
MEKC8% ITP
13%
CEC16%
CZE53%
CIEF2%
CGE8%
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FRC
Areas de Aplicación de la Electroforesis
Alimentos5%
Farmacéutica23%
Medio Ambiente9%
Otras4%
Biología Molec.: DNA, proteínas, ...
59%
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FRC
Métodos de Detección Usados
Masas21%
Fluorescencia,no-LIF
13%
LIF18%
UV38%
otros10%
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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
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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
FRC
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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)
FRC