In biochimica, l’elettroforesi capillare è una tecnica utilizzata per separare le molecole in base alla loro dimensione e carica elettrica. Viene anche spesso chiamata elettroforesi a zona capillare o elettroforesi capillare su gel. L’analisi dell’elettroforesi capillare si basa sul principio che le molecole possiedono differenti cariche elettriche e differenti pesi. Pertanto, quando le molecole in un substrato sono esposte a un campo elettrico, molecole diverse si muoveranno in direzioni diverse e a velocità diverse all’interno del substrato.
Quando a un substrato viene applicato un campo elettrico per mezzo di un elettrodo alle due estremità del campo, le molecole caricate positivamente si sposteranno verso l’elettrodo negativo e le molecole cariche negativamente si sposteranno verso l’elettrodo positivo. La velocità relativa alla quale la molecola si muoverà attraverso il substrato è determinata da una caratteristica nota come dimensione idrodinamica della molecola. La dimensione idrodinamica di una molecola dipende da due fattori, la sua massa e la forza della sua carica positiva o negativa. Una grande molecola con una forte carica positiva tenderà a muoversi relativamente rapidamente verso l’elettrodo negativo in un campo elettrico. Una piccola molecola con una debole carica negativa tenderà a muoversi molto più lentamente verso l’elettrodo positivo in un campo elettrico.
Una volta che una carica è stata applicata a un campione per un determinato periodo di tempo e le molecole da analizzare sono state separate, è necessario mostrare allo scienziato dove si trovano le diverse molecole nel substrato. In molti moderni sistemi di elettroforesi capillare ciò si ottiene con la luce ultravioletta (UV). L’illuminazione UV può mostrare all’utente il percorso fisico che è stato tracciato da una molecola, o insieme di molecole, attraverso il substrato. In altri sistemi, le molecole da analizzare vengono prima trattate con sostanze chimiche per conferire loro una proprietà fluorescente. I metodi di rilevamento fluorescente possono essere molto sensibili, ma non sono adatti per ogni tipo di molecola.
Le applicazioni dell’elettroforesi capillare nella scienza sono molte e varie. Il sequenziamento dell’elettroforesi capillare è un processo, utilizzato in particolare dai genetisti, in cui l’elettroforesi capillare viene utilizzata per analizzare le molecole del materiale genetico Deoxyribo Nucleic Acid (DNA). Gli scienziati del settore alimentare possono utilizzare l’analisi proteica dell’elettroforesi capillare per determinare le diverse caratteristiche del contenuto proteico degli alimenti. Nella ricerca medica, questo processo ha molte applicazioni, come l’analisi degli anticorpi e lo studio di come si legano ad altre molecole.