الکتروفورز مویین دارای انواع مختلفی می�باشد. در بسیاری از موارد برای جداسازی یک گونه�ی خاص می�توان بیش از یک نوع را به کار گرفت. یکی از مزیت�های اصلی الکتروفورز مویین این است که معمولاً با تغییر ترکیب الکترولیت به سادگی می�توان تکنیک�های مختلف را با استفاده از یک لوله�ی مویین در آنالیزهای مختلف انجام داد. درحالی�که در تکنیک HPLC برای تغییر نوع تکنیک اغلب به تغییر فاز متحرک و نیز تغییر ستون احتیاج است. در ادامه به شرح مختصری از هر یک از انواع تکنیک�های الکتروفورز مویین پرداخته می�شود.

 

الکتروفورز مویین منطقه�ای[1] (CZE)

یکی از پرکاربردترین انواع الکتروفورز مویین می�باشد. مکانیزم به کارگرفته شده در الکتروفورز مویین منطقه�ای، امکان جداسازی مخلوطی از کاتیون�ها و آنیون�ها را هم�زمان در یک آنالیز مهیا می�سازد، اما جداسازی گونه�های خنثی از یکدیگر امکان�پذیر نمی�باشد. در این روش لوله�ی مویین از یک نوع الکترولیت پر شده و سپس نمونه به درون آن تزریق می�گردد و بار دیگر لوله�ی مویین در ظرفی از همان الکترولیت قرار می�گیرد. در شکل 1 ترتیب جداسازی با استفاده از این تکنیک نمایش داده شده است. نمونه اغلب از سمت آند تزریق شده و با توجه به این�که جریان الکترواسمزی به سمت کاتد می�باشد، تمام اجزای تشکیل�دهنده�ی نمونه در یک جهت و به سمت کاتد مهاجرت خواهند کرد. در عین حال هر جزء با توجه به تحرک الکتروفورتیک مربوط به خود با سرعت متفاوتی مهاجرت می�نماید و در نهایت برآیند جریان الکترواسمزی و تحرک الکتروفورتیک اجزای تشکیل�دهنده�ی نمونه را به صورت باندهای مجزا، تفکیک می�کند. ترتیب مهاجرت گونه�ها براساس نسبت بار به اندازه می�باشد. به این ترتیب که یون�های کوچکتر و دارای بار بیشتر سریعتر از سایر یون�ها مهاجرت می�کنند. بیشترین سرعت مهاجرت مربوط به کاتیون�های کوچک�تر و دارای بار بیشتر و کمترین سرعت مهاجرت مربوط به آنیون�های کوچکتر و دارای بار بیشتر می�باشد. ذرات خنثی با سرعتی برابر با سرعت جریان الکترواسمزی مهاجرت کرده و بنابراین از یکدیگر جدا نخواهند شد. اگر قطبیت الکترودها برای تسریع آنالیز آنیون�ها تعویض گردد، ترتیب خروج گونه�ها بر عکس حالت ذکر شده در بالا خواهد شد.

 

کروماتوگرافی الکتروسینتیکی مایسلی[2] (MEKC)

یکی از کاستی�های عمده در CZE عدم توانایی این تکنیک در جداسازی گونه های خنثی از یکدیگر می�باشد. با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی الکتروسینتیکی مایسلی می�توان این نقص را برطرف نموده و هم�زمان ذرات خنثی و یون�ها را جداسازی نمود. اساس این تکنیک بر پایه�ی توزیع آنالیت بین دو فاز مایسلی و محلول الکترولیت استوار است. بنابراین می�توان این تکنیک را نظیر HPLC در نظر گرفت. اگرچه در MEKC با بهره�گیری از جریان الکترواسمزی امکان جداسازی�های با کیفیت بیشتر فراهم می�شود. مایسل را در این تکنیک می�توان یک شبه فاز ساکن[3] در نظر گرفت. تشکیل مایسل از طریق افزودن یک سورفکتانت به الکترولیت زمینه در غلظتی بالاتر از غلظت بحرانی مایسل[4] (CMC) انجام می�شود. غلظت بحرانی مایسل به صورت کمترین غلظتی از سورفکتانت که ایجاد مایسل نماید، تعریف می�شود. مولکول�های سورفکتانت دارای یک دنباله�ی بلند آب�گریز و سری باردار می�باشند. یک مایسل تجمعی از مولکول�های سورفکتانت به شکل کروی می�باشد، به نحوی که دنباله�های آب�گریز به طرف مرکز کره و سرهای باردار به سمت بیرون (الکترولیت زمینه) جهت�گیری کرده�اند. در شکل 2 تصویری از یک مایسل قابل مشاهده است. مایسل�های ایجاد شده دارای باری هستند که سرعت مهاجرت آن�ها را نسبت به جریان الکترواسمزی تحت تاثیر قرار می�دهد. جداسازی مواد بی�بار به میزان توزیع این مواد بین مایسل�ها و الکترولیت بستگی دارد. مواد بی�بار آب�دوست تمایلی به مایسل�ها ندارند. درحالی�که مواد بی�بار آب�گریز در داخل مایسل�ها محبوس شده و بدین�ترتیب جداسازی آن�ها امکان�پذیر می�گردد. به طور کلی بهترین جداسازی برای مواد بی�باری که به نسبت�های متفاوت بین مایسل�ها و بافر توزیع شده�اند، حاصل می�گردد.

پرکاربردترین سورفکتانت مورد استفاده در این تکنیک، سدیم دودسیل سولفات[5] (SDS) است که دارای یک سر باردار منفی می�باشد.

تنها محدودیت این روش در مورد وزن مولکول�هاست که باید کوچکتر از 5000 دالتون باشد. این محدودیت در CZE وجود ندارد.

 

 

 

شکل 2 - شمایی از مایسل�ها و نحوه�ی توزیع گونه بین مایسل�ها و آنالیت.

 

الکتروفورز ژل مویینه�ای[6] (CGE)

الکتروفورز ژل مویینه�ای با استفاده از یک لوله�ی مویین پر شده با ژل صورت می�گیرد. متداول�ترین نوع ژل به کارگرفته شده در الکتروفورز پلی�آکریل�آمید[7] می�باشد. ژل دارای خلل و فرج�هایی می�باشد که امکان جداسازی گونه�های باردار با اندازه�ی متفاوت را از طریق مکانیزم غربال مولکولی فراهم می�آورد. از آن�جایی�که اساس این نوع جداسازی بر پایه�ی اندازه�ی گونه�ها می�باشد، این روش برای گونه�هایی با تحرک الکتروفورتیک یکسان و با اندازه�ی متفاوت (گونه�هایی که نسبت بار به اندازه�ی یکسان دارند)، مناسب است. به عنوان مثالی از این گونه�ها می�توان به الیگونوکلئوتیدها[8] اشاره کرد.

از آن�جایی�که ژل پرکننده�ی لوله�ی مویین راکد می�باشد، امکان شستشوی مناسب در بین آنالیزها مهیا نبوده و بنابراین این نوع لوله�های مویین دارای عمر محدودی می�باشند. به علاوه در این روش تنها می�توان از شیوه�ی تزریق الکتروسینتیکی استفاده کرد (به دلیل مقاومت ژل در برابر تزریق هیدرودینامیکی).

تمرکز ایزوالکتریک مویینه�ای[9] (CIEF)

این تکنیک عمدتاً در جداسازی گونه�های آمفوتر کاربرد دارد. آمفوتر گونه�ای است که می�تواند هر دو شکل کاتیونی و آنیونی را (وابسته به pH) به خود بگیرد. به pH ای که در آن گونه�ی آمفوتر به صورت خنثی در می�آید، نقطه�ی ایزوالکتریک (Ip[10]) گویند. در pH های بالاتر این گونه�ها به صورت کاتیونی در می�آیند و برعکس. برای جداسازی این گونه�ها لوله�ی مویین را از الکترولیتی که حاوی ترکیبات آمفوتر می�باشد، پر می�کنند. سپس آند در محلول یک اسید قوی و کاتد در محلولی از بازی قوی قرار می�گیرد. با اعمال پتانسیل پروتون�ها به سمت کاتد و یون�های هیدروکسید به سمت آند مهاجرت می�کنند و هم�زمان گونه�های آمفوتر نیز شروع به مهاجرت می�نمایند و با پیش�روی به سمت کاتد یا آند، در نهایت در منطقه�ای از مویین، بار آن�ها خنثی شده و متوقف می�گردند. نتیجه�ی نهایی ایجاد یک سری از نوارهای مجزا می�باشد که برای آشکارسازی با اعمال فشار به سمت دتکتور رانده می�شوند.

 

ایزوتاکوفورز مویین[11] (CITP)

اگرچه این نوع از الکتروفورز در واقع اولین نوع تجاری قابل دسترس محسوب می�شود اما امروزه به ندرت به کار گرفته می�شود. زیرا این روش قادر به جداسازی کاتیون�ها و آنیون�ها، هم�زمان در یک آنالیز نمی�باشد. .همان�گونه که در شکل 3 مشاهده می�گردد، در این روش از یک سیستم بافری غیرهمگن استفاده می�گردد که متشکل از یک بافر جلودار[12] (حاوی یون�های با تحرک بیشتر از یون�های آنالیت) ویک بافر پایان�رسان[13] (حاوی یون�های با تحرک کمتر از یون�های آنالیت) می�باشد. در این روش نمونه مابین بافر جلودار و بافر پایان�رسان تزریق می�گردد. با اعمال پتانسیل یون�های آنالیت همانند CZE با سرعت متفاوت شروع به مهاجرت کرده و نوارهایی از یون�های آنالیت ایجاد می�گردد. با این تفاوت که در این�جا نوارهای آنالیت به هم چسبیده�اند و مانند CZE با نوارهای بافری از هم جدا نشده�اند.

شکل داده�ی خروجی در این روش بسیار متفاوت از سایر روش�ها می�باشد. داده�ی خروجی که اصطلاحاً ایزوتاکوفروگرام[14] نامیده می�شود متشکل از پله�هایی با طول متفاوت می�باشد که طول هر یک متناسب با غلظت گونه�ی مربوطه در آنالیت می�باشد.

در حال حاضر عمده�ترین کاربرد این نوع الکتروفورز به عنوان مرحله�ی پیش�تغلیظ برای جداسازی با CZE می�باشد.

 

 

شکل 3-شمایی از جداسازی با استفاده از تکنیک ایزوتاکوفورز مویین.

 

الکتروکروماتوگرافی مویین[15] (CEC)

در این تکنیک لوله�ی مویین با استفاده از یک فاز ساکن کروماتوگرافی پر شده است و اساس جداسازی بر پایه�ی توزیع گونه�ها بین فاز متحرک و فاز ساکن استوار است. این تکنیک ترکیبی از الکتروفورز و HPLC می�باشد. لذا دارای مزایای هر دو روش است که از جمله�ی آن�ها می�توان به صاف بودن نیم�رخ جریان که منجر به کارایی بالاتر جداسازی می�گردد، اشاره کرد. به علاوه همانند HPLC در این روش امکان جداسازی گونه�های بدون�بار وجود دارد.