Химия белка. Структура, свойства, методы исследования - Шендрик А.Н. 2022

Методы экспериментального исследования структуры белков
Методы разделения белков
Физические основы электрофореза белков

Электрические заряда на молекулах белков в растворе возникают либо в результате диссоциации ионогенных групп, либо при адсорбции ионов из раствора на поверхности больших молекул. В результате этого образуется двойной электрический слой. Этот слой состоит из заряженной поверхности коллоидной или белковой частицы и тонкой ионной пленки (ионной атмосферы), образованной средой вокруг частицы. Заряды на поверхности частицы и в ионной атмосфере имеют различную полярность. Смотри рис. ниже.

Во внешнем электрическом поле частица и окружающая ее ионная атмосфера движутся в противоположных направлениях, поскольку имеют разные заряды. Это создает электрофоретическое трение, которое тормозит движение частицы.

Подвижность заряженной частицы (иона) в электрическом поле называется электрофоретической подвижностью. Для сферической частицы в предельно разбавленном растворе (идеальный случай, отсутствие межмолекулярных электростатических взаимодействий между ионами) электрофоретическая подвижность (μ) выражается формулой:

где Q - суммарный заряд частицы, r - радиус частицы, μ - вязкость среды, в которой движется ион, U - разность потенциалов (приложенное напряжение).

Из уравнения видно, что в одной и той же среде (η=const) при одинаковом напряжении (U=const) подвижности ионов пропорциональны отношению заряда к их радиусу:

Это соотношение лежит в основе метода электрофоретического разделения смесей заряженных частиц, имеющих различные подвижности.