Elektroforeza

thumb|200px|Illustracija elektroforeze
thumb|200px|Illustracija usporene elektroforeze
desno|200px|thumb|Rezultat elektroforeze na gelu

**Elektroforeza** (grč. ηλεκτρο - *elektro* = struja + φορέω – foreza = nositi) je  kretanje električno nabijenih čestica u otopini  pod uticajem prostorno jednoobraznog   električnog polja.  To se koristi kao analitički i preparativni metod koji je razvijen u (bio)hemiji, a usavršen primjenom u molekularnoj biologiji.

## Primjena
Smjer kretanja čestice zavisi o polarnosti  njenog naboja, a brzina kretanja povećava se sa brojem naboja i jačinom  električnoga polja, dok  opada s  porastom  veličine čestice. Elektroforetska analiza bioloških makromolekula, kao što su  nukleinske kiseline i bjelančevine, izvodi  se na agaroznim i poliakrilamidnim gelovima različite poroznosti, koja se određuje prema veličini čestica.  Nakon bojenja, imunske  reakcije ili  radioaktivnog obilježavanja, te  fotografskog snimanja gela,  dobija se slika ili grafički prikaz koji se zove **elektroforetogram**. 
U suvremenoj praksi, elektroforeza rutinski i nezamjenljivi metod analize serumskih  i tkivnih bjelančevina,  u određivanju čistoće pripravaka nukleinskih kiselina i u sekvencizanju  nukleotida u nukleinskim kiselinama.   Jedna od varijanti elektroforeze  je **izoelektričko fokusiranje**.

Elektroforeza se izvodi u uvjetima koji omogućavaju prirodnu konformaciju makromolekula  nakon potpune denaturacije. Kombinacijom tih metoda na istom gelu dobija se **dvodimenzionalna elektroforeza**, koja, samo   na jednom elektroforetogramu, može otkriti više hiljada bjelančevina ili se mogu registrirati one koje nedostaju.

## Teorijske osnove
Suspendirane čestice imaju  površinski električni naboj,  koji je pod snažnim uticajem  površine adsorbirane  vrste, na koju vanjsko električno polje usmjerrava elektrostatske Coulombove sile. Prema teoriji o dvoslojnosti, svi površinski naboji tečnosti su kontrolirani  difuznim slojem iona, koji ima isto apsolutno punjenje, ali suprotnog predznaka u odnosu na  površinski naboj. Električno polje također  ispoljava sile na  ione u difuznom sloju, koje imaju suprotni smjer  od onog na površinski naboj. Ova potonja sila zapravo se  ne primjenjuje na čestice, nego na ione u difuznom sloju, koji  se nalaze na određenoj udaljenosti od površine čestica, a dio se prenosi sve do površine čestica, putem  viskoznog stresa. Ovaj dio sile se također označava kao **snaga elektroforetskog zaostajanja**.

Kada se primjenjuje električno polje i  kada se analiziraju naelektrisane čestice u stabilnom kretanje kroz difuzni sloj, ukupna rezultirajuća sila je nula:
: F_{tot}  =  0  =  F_{el}  +  F_{f} +  F_{ret}
S obzirom na otpor za kretanje čestica zbog viskoznosti  disperzanta, u slučaju niskog Reynoldsovog broja i umjerene snage  električnog polja *E*,  brzina drifa dispergiranih  čestica *v* je jednostavno proporcionalna primenjenom  polju, što  elektroforetsku mobilnost μe definira kao:

:\mu_e = {v \over E}.

Najpoznatiju i naširoko korištenu  teoriju elektroforeze razvio  je Smoluchowski, 1903.

:\mu_e = \frac{\varepsilon_r\varepsilon_0\zeta}{\eta},

gdje je:
* εr = dielektrična konstanta  medija disperzije, 
*ε0  = dielektrična konstanta slobodnog prostora
*(C²&nbsp;N−1&nbsp;m−2), η  =  dinamična viskoznost disperzijskog medija (Pa&nbsp;s), i 
*ζ  =  zeta potencijal (odnosno  elektrokinetički potencijal  klizajuće površine u dvostrukom sloju).

Teorija Smoluchowskog je vrlo moćna, jer važi za dispergirane čestice bilo kojeg  oblika,  u bilo kojoj koncentraciji. Nažalost, ona ima ograničenja  valjanosti, jer, naprimjer, činjenica je  da ne uključuje Debeyevu dužinu κ−1. Međutim, Debyeva dužina mora biti važna za elektroforezu, kao što se vidi na priloženoj slici. Povećanje debljine dvostrukog sloja (DL) dovodi do uklanjanja tačke zaostajanja snage dalje od površine čestice. Kada je DL deblji, mora biti.manja sila retardacije.

Detaljna teorijska analiza pokazala je  da je teorija Smoluchowski važeća samo za dovoljno tanke DL, kada je  radijus čestica *a* mnogo veći od Debeyeve dužine:
  
: a \kappa \gg 1.

Ovaj model  "tankod dvostrukog sloja" nudi ogromne mogućnosti pojednostavljenja, ne samo za teoriju elektroforeze, već i  za mnoge druge elektrokinetičke teorije. Ovaj model je važeći za većinu vodenih sistema, gdje je Debyeva dužina obično samo nekoliko nanometara. To ne vrijedi  samo za nano-koloide u otopini sa ionskom jakosti blizu vode.

Teorija Smoluchowskog  također zanemaruje doprinos  površinske provodljivosti. U modernoj teoriji to se ispoljava  kao uvjet malih Dukhinovog broja:

:     Du \ll 1    
U nastojanju za proširenja opsega važenja elektroforetske teorije, uzet je u obzir suprotni asimptotski slučaj, kada je Debyeva dužina veća od  radijusa čestice:

:     a \kappa .

U ovim okolnostima,  "debeli dvostruki sloj", Hückel predviđa sljedeće veze za elektroforetsku mobilnost:

:\mu_e = \frac{2\varepsilon_r\varepsilon_0\zeta}{3\eta}.

Ovaj model je upotrebljiv za neke  nanočestice i nepolarne tečnosti,  gdje je Debyeva dužina mnogo veća nego u uobičajenim slučajevima.

Postoji nekoliko analitičkih teorija koje uključuju površinsku provodljivost i eliminiraju ograničenja malog Dukhinog broja,  a pioniri su bili  Overbeek i Booth. Moderne, rigorozne teorije vrijede za bilo koji zeta potencijal i često bilo koji  *aκ* proizlaze uglavnom iz Dukhin-Semenikhinove teorije.
 
U  ograničenju **tankog dvostrukog sloja**, ove teorije potvrđuju numeričko rješenje problema  O'Briena i Whitea.

## Također pogledajte
*Afinitetna elektroforeza
*Kapilarna elektroforeza
*Dielektroforeza
*Gel-elektroforeza
*Imunoelektroforeza
*Izoelektrično fokusiranje
*Izotahoforeza
*Elektroforeza pulsirajućeg polja

## Reference
## Dopunska literatura
* 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi
* 
* List of relative mobilities

Kategorija:Elektromagnetizam
Kategorija:Elektroforeza
Kategorija:Koloidna hemija
Kategorija:Analitička hemija