Fundamentos y Principios Fisicoquímicos de la Electroforesis

Fundamentos de la Electroforesis

La electroforesis es una técnica fundamental en bioquímica basada en los siguientes principios:

• Carga neta: La carga de las sustancias depende directamente del pH del medio en el que se encuentran.
• Velocidad de migración: Es función de la densidad de carga; esta propiedad permite la separación de partículas.
• Variables determinantes: La densidad de carga depende de parámetros como el soporte, la fuerza iónica, el gradiente de voltaje y las interacciones moleculares.
• Naturaleza de las proteínas: Están compuestas por aminoácidos con grupos ácidos (-COOH) y básicos (-NH3+). Pueden presentar carga positiva, negativa o ser neutras según la proporción de grupos ionizados.
• Punto Isoeléctrico (pI): Es el pH en el cual la carga neta de la molécula es cero. En este punto, el balance de cargas se iguala al pH del medio.
• Comportamiento según pH: Para un aminoácido sin grupo lateral ionizable, la carga varía según el pH:
  • pH < pI: Carga positiva.
  • pH = pI: Carga neutra (0).
  • pH > pI: Carga negativa.
• Fuerza iónica: Una baja fuerza iónica en la solución tampón favorece velocidades de migración óptimas y reduce el desprendimiento de calor. El movimiento hacia los electrodos depende de la carga eléctrica, el tamaño, la intensidad del campo y la temperatura.

Parámetros Fisicoquímicos en Electroforesis

1. Movimiento en el campo eléctrico

• Dirección de migración: Una partícula cargada se desplaza hacia el polo opuesto a su carga: los cationes (+) migran hacia el cátodo (-) y los aniones (-) hacia el ánodo (+).
• Fuerzas opuestas: Existe una fuerza de fricción proporcional al tamaño y forma de la partícula que se opone al movimiento.
• Velocidad constante: Al equilibrarse las fuerzas, la partícula alcanza una velocidad constante.
• Movilidad electroforética: Se define como la velocidad de migración por unidad de campo eléctrico.

2. Factores que afectan la migración

• Carga neta: Determinada por el pH del tampón, que define el grado de ionización. Las proteínas, al ser compuestos anfóteros, dependen del pH para establecer su carga.
• Relación pH-pI: Si el pH > pI, predominan las cargas negativas; si el pH < pI, predominan las cargas positivas.
• Concentración del tampón: Una mayor concentración de tampón aumenta el transporte iónico, lo que puede reducir la velocidad de migración de las partículas analizadas al competir por el transporte de corriente.