Elektroforez

Elektroforez, dış bir elektrik alanın etkisi ile yüklü bir parçacığın çözelti içerisinde yönlendirilmesidir. Bu yöntemde uygulanan potansiyel farktan dolayı oluşan elektrik alan etkisi ile kılcal kanalda bir iyon akışı meydana gelir. Etki eden elektriksel kuvvetlerden oluşan birbirinden farklı yüklü parçacıklara ait hareket farkı ile parçacıklar ayırt edilebilir. Yüklü bir parçacık veya iyona ait elektroforetik hız, U_P , aşağıdaki şekilde yazılır:

U_P=μ*E burada E elektrik alan büyüklüğü, μ ise mobilitedir.

Mobilite, iyonların çözelti içerisindeki hareketlilik özelliği olarak tanımlanır. Mikro-akışkan sistemlerde çözelti içerisindeki parçacıkların ayrıştırılmasında mobilite değerinin büyüklüğü önemlidir. Farklı parçacıkların mobiliteleri farklıdır. Mobilite aşağıdaki gibi tanımlanır: μ=D*(F/R*T); burada D difüzyon faktörü, T sıcaklık, R gaz sabiti ve F Faraday sabitidir.

Çözelti içerisindeki iyonlara potansiyel farktan dolayı bir elektriksel alan kuvveti F_E=qE ve hareketten dolayı oluşan bir sürtünme kuvveti F_S=6*π*U_P*r*ν etki eder. Burada q elektrik yükü, E elektrik alan, U_P=μ*E parçacığın elektroforetik hızı, r parçacığın yarıçapı ve ν kinematik viskozitedir.Denge oluştuğu zaman (F_E=F_S ) elektroforetik mobilite için aşağıdaki formül yazılır:

μ=q/(6*π*r*ν)

Kılcal kanallarda yüzeyin hacme oranı büyük olduğundan elektrik alandan kaynaklanan çözeltinin sıcaklık değişimini kontrol altında tutmak kolaydır. Çözeltiden kanal yüzeyine doğru ölçek etkisinden dolayı nispeten verimli ısı transferi gerçekleşir. Böylece yüksek bir potansiyel fark altında bile çözeltinin sıcaklığı istenen aralıkta tutulur. Aksi takdirde sıcaklık ile akışkanın özellikleri etkileneceğinden akış davranışı değişir.

Arne Tiselius tarafından geliştirilmiş olan elektroforezden, özellikle tıpta ve biyokimyada, kandaki çeşitli protein ve lipitlerin ayrılması, tanınması ve miktarının ölçülmesinde yararlanılır. Ayrıca elektroforezden sanayide yaygın biçimde yararlanılmaktadır.