Elektrophorese

Trennprinzip der Elektrophorese

Bei der Elektrophorese wandern geladene Bestandteile einer Probe unter angelegter Spannung durch ein Trägermedium oder eine Kapillare. Die Trennung beruht auf Unterschieden in Ladung, Grösse, Form und Wechselwirkungen mit dem verwendeten Medium oder Elektrolyten. Nach der Auftrennung erfolgt der Nachweis je nach System beispielsweise optisch, elektrisch oder über gekoppelte Analyseschritte. Das Verfahren wird sowohl für reine Trennaufgaben als auch für analytische Bestimmungen eingesetzt.

Einsatz in Labor-, Umwelt- und Prozessanalytik

Elektrophoretische Verfahren werden verwendet, wenn geladene Verbindungen in komplexen Probenmatrices getrennt werden müssen. Typische Anwendungsfelder sind die Untersuchung von Wasserproben, Prozessmedien, Laborstandards oder Rückständen aus technischen und biologischen Systemen. Je nach Fragestellung lassen sich anorganische Ionen, organische Säuren, Aminosäuren, Proteine oder andere polare Stoffe analysieren. Die Methode eignet sich insbesondere für kleine Probenmengen und für Fragestellungen mit hoher Trennanforderung.

Verfahrensformen von Gel- bis Kapillarelektrophorese

Zu den verbreiteten Ausprägungen gehören die Gelelektrophorese und die Kapillarelektrophorese. Die Gelelektrophorese wird vor allem genutzt, wenn grössere Moleküle oder Stoffgemische nach ihrer Grösse und Ladung sichtbar getrennt werden sollen. Die Kapillarelektrophorese arbeitet in engen Kapillaren mit definierten Pufferbedingungen und ist für analytische Laboranwendungen mit reproduzierbaren Messabläufen geeignet. Je nach Aufgabenstellung kommen weitere Varianten wie isoelektrische Fokussierung oder isotachophoretische Verfahren in Betracht.

Abgrenzung zu Ionenchromatographie und spektrometrischen Verfahren

Innerhalb der chemischen Analysen ist die Elektrophorese ein Trennverfahren und kein rein spektrometrisches Messverfahren. Im Unterschied zu UV-Vis-, Infrarot- oder Plasma-Spektrometern steht nicht die direkte Wechselwirkung mit Strahlung im Vordergrund, sondern die Auftrennung im elektrischen Feld. Gegenüber der Ionenchromatographie erfolgt die Trennung nicht über eine chromatographische Säule, sondern über die elektrophoretische Mobilität der Stoffe. Damit ist die Elektrophorese besonders dann relevant, wenn Ladungszustand und Beweglichkeit die entscheidenden Trennkriterien sind.