значення градієнту напруги може приводити до електрохімічних змін у макромолекулах зразку, тому високомолекулярні компоненти розділяють при невисоких напругах 100 - 200 В, і градієнту напруги до 20 В-см'1 (низьковольтний електрофорез), а розділення низькомолекулярних сполук проводять при напругах 500 - 10000 В, і градієнту до 200 В-см-1 ( високовольтний електрофорез).
Швидкість руху частинок зразку обернено пропорційна опору середовища і в свою чергу залежить від типу та структури носія, а також від іонної сили буферу. Опір буде зростати із збільшенням довжини шару носія і зменшуватись при збільшені його ширини. В ході електрофорезу буде виділятись тепло і інтенсивність його виділення пропорційна I2-R, що приводить до інтенсивного випаровування розчинника, зміни опору та величини струму в системі, тобто умов протікання процесів електрофорезу.
Для забезпечення стабільних умов проведення електрофорезу потрібно використовувати стабілізовані джерела живлення, які автоматично підтримують на постійному рівні або напругу, або силу струму, незалежно від температурних флуктуацій величини опору системи. Процес випаровування можна звести до мінімуму, поміщаючи зволожений носій в достатньо герметичну камеру. При високовольтному електрофорезі для додаткового охолодження електролітичну камеру комплектують примусовою системою охолодження.
Буфер.
Буфер є одним із найважливіших складових електрофоретичної системи, він виступає в ролі розчинника, визначає і стабілізує рН середовища ( носія ), а також безпосередньо впливає на швидкість міграції макроіонів зразку. Тому підбір буферу, тобто його склад, концентрація і значення величини рН , є важливою процедурою створення оптимальних умов проведення електрофорезу. Найбільш* широко використовують буфери - фосфатний, ацетатний, цитратний, форміатний, тріс, ЕДТА, боратний і піридиновий.
При підборі буферу потрібно враховувати його хімічну природу, концентрацію, значення величини рН та його буферну ємність. Концентрація буферу визначає його іонну силу, тому при збільшенні концентрації буферу компонента електрофоретичного струму, що зумовлений переносом іонів буферу, буде зростати, а частка стуму за рахунок іонів зразку зменшуватись. Тому швидкість міграції компонентів зразку буде сповільнюватись. Оскільки високі концентрації буферу приводять до збільшення величини сумарного струму, то це супроводжується значним збільшенням виділення тепла.
При низькій іонній силі буферу струм, зумовлений переносом іонів буферу, зменшується, а частка струму за рахунок іонів зразку зростає, тобто міграція макроіонів збільшується. Сумарний струм зменшується, що приводить до зменшення виділення тепла. Однак низькі концентрації буферу приводять до значного зростання процесів дифузії компонентів зразку, що негативно впливає на якість електрофоретичного розділення.
Величина рН буферу для неорганічних компонентів зразку з високим ступенем дисоціації практично не має важливого значення, але для органічних сполук та складних міцелярних частинок рН визначає ступінь їх іонізації. З ростом рН іонізація кислих груп зростає, а основних, навпаки, зменшується, що приводить до зміни їх електрофоретичної рухливості." Особливо значний вплив рН буферу має на амфотерні сполуки зразку (амфоліти). Значення рН буде визначити не тільки величину іонізаційного потенціалу макроіону, але і знак його заряду, оскільки амфоліти, в залежності від своєї ізоіонн'ої точки та різного значення рН середовища, можуть іонізуватись в катіони або аніони. Тому рН буферу буде визначати як швидкість так і напрямок їх руху в електрофоретичній системі.
Носій.
В якості носія використовують відносно інертні речовини, які виступають в електрофоретичній системі твердою нерухомою фазою. В такій системі буфер виконує роль розчинника в якому під впливом прикладеної напруги відбувається рух макроіонів зразку та іонів самого буферу. Незважаючи на хімічну індиферентність носія його природа та фізико-хімічні властивості можуть в значній мірі впливати на електрофоретичну рухливість дисперсійних частинок зразку: Особливо мікроструктури носія та його" здатності викликати в системі такі явища як адсорбція та електроосмос.
Адсорбція проявляється в утриманні поверхнею носія частинок зразку, що приводить до зниження рухливості компонентів зразку, розмивання фронту руху і не якісного розділення частинок.
Електроосмос зумовлюється виникненням відносного заряду між молекулами води буферного розчину і поверхнею носія. Це приводить до іонізації поверхневих груп носія, адсорбції іонів буферу і в свою чергу до зменшення рухливості частинок зразку та зміни опору системи.
Види електрофорезу.
Існує три типи електрофорезу: фронтальний, зональний і безперервний.*
У фронтальному електрофорезі макромолекули зразку знаходяться у всьому об'ємі розчину і їх рухливість визначають за допомогою шліреновської оптики як функцію часу. Це аналітичний метод, його використовують для визначення ізоелектричної точки таких полімерних молекул, як білки, нуклеїнові кислоти, тощо. Для електрофоретичного розділення цей метод застосовують тільки в окремих випадках.
При зональному електрофорезі зразок мікропіпеткою наносять у вигляді плями чи поноски (зони) на поверхню носія і мікрочастинки рухаються в розчині з різною швидкістю, відповідно до їх електрофоретичних властивостей. Метод використовують для розділення сумішей, визначення чистоти, аналізу змін в рухливості і ( або) конформації макромолекул, а також для
високоякісної очистки речовин.
При безперервному електрофорезі зразок також наносять у вигляді зони, але його добавляють постійно.
Методи зонального електрофорезу.
Оскільки при зональному електрофорезі зразок наносять на твердий або гелеподібний напівтвердий носій у вигляді зони, то для умов повного розділення потрібно використовувати невелику кількість вихідної речовини. Ця обставини вимагає таких якостей носія, які максимально запобігають механічним впливам та процесам конвекції, що виникають в наслідок температурних коливань та високої концентрації молекул в розчині зразку. При певних умовах носій може адсорбувати молекули різного типу або діяти в якості молекулярного сита, приводячи тим самим до хроматографічних ефектів чи проявлення процесів електроосмосу! Такі властивості носія можуть сприяти розділенню, або погіршувати його, в залежності від фізико-хімічний властивостей молекул зразку та властивостей буферного середовища. Використання різних матеріалів в якості носія та відповідно різних процедур проведення