전기영동 레포트
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- 목차
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1. 개 요
2. 전하에 미치는 pH의 영향
3. 전기영동의 기법
- 본문내용
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1. 개 요
전기영동(electrophoresis)은 전기장의 영향을 받아 하전된 물질들이 유동성 매체내에서 이동하는 것을 말한다. 하전된 성분들로는 단백질과 같은 분자나 세포 또는 하전된 입자들이 있다. 유동성 매체로 액체 또는 기체가 사용되지만 생물학적 시스템에 있어서는 액체를 주로 이용한다. 전기영동에서 다루는 것은 전기화학적 기법에서의 전극의 반응이나 이온 교환에서의 반대로 하전된 이온들의 상호 작용이 아니라 전기장의 영향에 의한 분자의 이동도(mobility)이다. 전기장 내에서 하전된 분자(입자)의 속도는 저지력(retarding force)들의 결합과 가속력(전기장)에 의해 조절된다. 따라서 하전된 분자는 중력의 영향에 의해 어떤 입자(particle)가 낙하되는 것과 유사한 방법으로 최종속도에 도달하여 유지될 것이다. 분자에 미치는 힘 F는 F=QE에 의해 주어지는데, 여기서 Q는 분자의 전하량이고 E는 전기장(전극 양단의 전위차를 거리로 나눈 값)이다. 주 저지력 Fs는 마찰에 의한 것이고 Stoke's equation에 의해 아래와 같이 정량화 될 수 있다.
Fs = 6πγηυ
여기서 γ은 분자(입자)반경이고, η은 액체의 점성, υ는 분자 속도이다. 그 외 다른 부저지력은 용액 내의 다른 이온(반대 이온과 완충 이온)들에 의해 나타난다. 분석하고자 하는 하전된 분자의 주위에 이동도가 서로 다른 이온들이 분포하기 때문에 일그러짐(distortion)이 나타난다. 이러한 일그러짐 현상을 무시한다면, 가속력과 저지력이 같아질 때 하전된 분자는 최종 속도에 도달하게 된다.
F = Fs 또는 QE = 6πγηυ υ = QE / 6πγη
전하 또는 크기가 다른 분자들은 서로 다른 속도로 이동하며 이것이 전기영동 분리의 기본이 된다. 만일 하전된 분자들과 지지 물질 사이에 상호작용이 있다면 상황은 더욱 복잡해지게 된다. 지지물질은 대류 현상과 같은 다른 효과들을 감소시키기 위해 사용되는데, 이들이 불연속적인 띠를 형성하여 구성 성분들의 이동을 방해할 수도 있다. 이러한 효과들은 전기영동의 기법들에 설명되어 있다.
2. 전하에 미치는 pH의 영향
단백질과 같은 분자의 표면 전하에 미치는 pH의 영향은 이온화가 가능한 기(group)들의 수와 유형에 따라 좌우된다. 이러한 산성 또는 염기성 기들의 효과는 단백질이 고유 pH에서 단백질은 순 양전하를 나타내며 pH가 감소할수록 순 양전하는 증가하고, 전기영동에서 단백질의 이동이 증가된다. 등전점보다 높은 pH에서는 단백질은 순 음전하를 가지게 되며 pH를 높임에 따라 이동도도 증가할 것이다. 그러나 이 경우 방향은 반대가 된다. 분자 전하에 대한 pH의 효과는 이온 교환에서와 같이 전기영동에 있어서도 중요하다.
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