Электрофорез

В кусок влажной глины вдавлены две стеклянные трубки и в полученные таким способом стаканчики насыпан хорошо промытый мелкий песок, а затем налита вода. После того, как в стаканчики с совершенно прозрачной над песком водой были опущены электроды от вольтова столба и подан ток, Рейс наблюдал, что в трубку с положительным электродом сквозь слой песка начали проникать частички глины, а вода постепенно снизу вверх мутнела. Перенос частиц глины к положительному электроду, свидетельствующий об их отрицательном заряде, есть проявление электрофореза, а понижение уровня воды в том стаканчике, куда проникала глина, и повышение уровня воды в другом стаканчике есть проявление электроосмоса

Электрофоре́з (от электро- + др.-греч. φορέω «переношу») — это электрокинетическое явление перемещения частиц дисперсной фазы (коллоидных или белковых растворов) в жидкой или газообразной среде под действием внешнего электрического поля. Впервые было открыто профессорами Московского университета П. И. Страховым и Ф. Ф. Рейссом в 1809 году.

С помощью электрофореза удаётся покрывать мелкими частицами поверхность, обеспечивая глубокое проникновение в углубления и поры. Различают две разновидности электрофореза: катафорез — когда обрабатываемая поверхность имеет отрицательный электрический заряд (то есть подключена к отрицательному контакту источника тока, являясь катодом) и анафорез — когда заряд поверхности положительный.

Электрофорез применяют в лечебных целях в физиотерапии. В химической промышленности он используется для осаждения дымов и туманов, для изучения состава растворов и др. Электрофорез является одним из наиболее важных методов для разделения и анализа компонентов веществ в химии, биохимии и молекулярной биологии. Одним из методов для подтверждения подлинности анализируемого белка и наличия белковых примесей в исследуемом образце является электрофоретическое исследование. Электрофорез занимает центральное место среди методов исследования белков и нуклеиновых кислот. Метод позволяет разделять макромолекулы, различающиеся по таким важнейшим параметрам, как размеры, пространственная конфигурация, вторичная структура и электрический заряд.

Трехмерная структура белков поддерживается за счет дисульфидных связей. При обработке всех образцов дитиотрейтолом DTT (восстанавливающие условия) происходит денатурация белков в результате разрыва S-S связей, разворачивания полипептидной цепи и последующего связывания с додецилсульфатом натрия SDS.

Обратное электрофорезу явление — эффект Дорна: появление разности потенциалов между находящимися на различных высотах слоями столба жидкости, в которой осаждаются взвешенные частицы.

Электрофорез в медицине (физиотерапии)

Основная статья: Ионофорез

Аппарат для электрофореза. СССР, 1972

В советской и российской физиотерапии электрофорез — это процедура с недоказанной эффективностью, назначаемая при лёгких или неопасных заболеваниях. Лечебное вещество наносится на прокладки электродов и под действием электрического тока, по замыслу физиотерапевта, должно проникнуть в организм через кожные покровы (в терапии, неврологии, травматологии и др.), но в действительности этого не происходит. Даже в случае, если небольшая часть лекарственного средства через повреждения на коже всё же попадёт в тело, глубже кожи, дальше к больному органу, оно не попадёт, потому что, проникнув в капилляры и сосуды, будет унесено в системный кровоток. Электрический ток также оказывает миостимулирующее и кратковременное лёгкое анестезирующее действие. Кроме того, электрофорез применяется для введения лекарственных средств в слизистые оболочки (в стоматологии, отоларингологии, гинекологии и др.) и влияет на физиологические и патологические процессы непосредственно в месте введения.

Преимущества лечебного электрофореза:

• кратковременный лёгкий обезболивающий эффект.
• при назначении пациентам с ипохондрией возможен успокаивающий эффект от самого факта проведения процедуры.

Противопоказания к проведению электрофореза: острые гнойные воспалительные заболевания, сердечная недостаточность II—III степени, гипертоническая болезнь III стадии, лихорадка, тяжёлая форма бронхиальной астмы, дерматит или нарушение целостности кожи в местах наложения электродов, злокачественные новообразования. Учитываются противопоказания для лечебного вещества.

Вещества, используемые при электрофорезе, физиотерапевты делят на:

• отрицательно заряженные, наносимые на катод (бромиды, йодиды, никотиновая кислота и другие);
• положительно заряженные, наносимые на анод (ионы металлов — магния, калия, кальция);
• наносимые на катод или анод (гумизоль, жижа из морской соли (бишофит) и другие).

Исследования, проведенные по международным стандартам доказательной медицины, не подтверждают эффективность электрофореза, например, при лечении латеральной эпикондилалгии («теннисного локтя») и тендинита.

Электрофорез в научных исследованиях

В биохимии и молекулярной биологии электрофорез используется для разделения макромолекул — белков и нуклеиновых кислот (а также их фрагментов). Различают множество разновидностей этого метода (см. статью Электрофорез белков). Этот метод находит широчайшее применение для разделения смесей биомолекул на фракции или индивидуальные вещества и используется в биохимии, молекулярной биологии, клинической диагностике, популяционной биологии (для изучения генетической изменчивости) и др.

Гальванофорез

Гальванофорез — введение ионов веществ (например: лекарств) в электропроводную среду посредством приложения электродвижущей силы (ЭДС). В стоматологии — гальванофорез — специальный метод для долговременной дезинфекции системы корневых каналов зубов.

В отличие от электрофореза — для создания ЭДС применяются не стационарные источники тока, а мобильные устройства малых размеров. Такие устройства могут быть например установлены в зуб пациенту на несколько дней или недель. В течение продолжительного периода гальванический элемент обеспечивает прохождение слабого электрического тока (в несколько микроампер) через ткани, в которые намечена доставка определённых веществ.

Электрофорез — процедура, которую проводят в медицинском кабинете. При гальванофорезе пациент находится вне лечебного учреждения.

Гальванофорез осуществляется при помощи специальных устройств, устанавливаемых в корневые каналы зубов. Устройства могут быть выполнены в виде штифта либо другой конструкции из металлов, составляющих гальванопару.

Устройства для гальванофореза создают ЭДС в среде корневых каналов, которая предварительно доводится до нужных значений концентрацией определённых ионов путём введения в корневые каналы специальных препаратов (например, гидроксид меди-кальция). Под воздействием электрических полей, создаваемых гальваническими штифтами (устройствами для гальванофореза), гидроокись меди-кальция (ГМК) мигрирует в микроканалы и дентинные трубочки, вызывает протеолиз находящихся там микробных тел и остатков клеточных структур больного зуба. ГМК присоединяет к иону меди серу, отнимая её у аминокислот белков, находящихся в структурах тканей зубов.

В отличие от распространённого метода депофореза, гальванофорез не требует применения дорогостоящих приборов, не вызывает боли в процессе его применения и создаёт в тканях зубов антимикробную среду на длительное время.

Аппараты, применяемые для электрофореза

В СССР и в современной РФ для электрофореза широко применяются аппараты «Поток-1».

См. также

• Потенциал седиментации
• Электрофорез ДНК
• Электрофорез белков
• Электрофорез в полиакриламидном геле
• Фонофорез
• Ионофорез
• Электроосмос
• Электронная бумага
• Изотахофорез
• Капиллярный электрофорез
• Иммуноэлектрофорез
• Изоэлектрическое фокусирование