Электрофорез

У этого термина существуют и другие значения, см. Электрофорез (значения).

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

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

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 дитиотреитолом 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.

В русскоязычной литературе встречается применение электрофореза в газообразной среде, например для очистке газа от пыли или наночастиц (электростатическая преципитация или фильтрация).

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^{[неавторитетный источник]}. 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^{[источник не указан 1321 день]}. 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.

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.

См. также

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

Примечания

1. «Электрофорез» — статья в Малой советской энциклопедии; 2 издание; 1937—1947 гг.
2. Манихин, Сергей Анатольевич. 5 доказательств, что советская физиотерапия не работает : [арх. 7 апреля 2019] // Letidor : [сайт]. — М. : ООО «Рамблер Групп», 2018. — 29 ноября.
3. Meals, Roy A. Phonophoresis Versus Placebo for Carpal Tunnel Syndrome : [англ.] : [арх. 6 апреля 2019] // The clinical journal of pain. — 2013. — Vol. 29, no. 10 (October). — P. 924. — [Письмо хирурга-ортопеда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в редакцию журнала «Клинический журнал боли» с критикой предположительного механизма действия электро и фонофореза. Пер. назв.: Фонофорез против плацебо в лечении синдрома запястного канала]. — ISSN 1536-5409. — doi:10.1097/AJP.0b013e318285bb43. — PMID 23446078.
4. Bisset, L. A systematic review and meta-analysis of clinical trials on physical interventions for lateral epicondylalgia : [англ.] : [арх. 2 июня 2018] / L. Bisset, A. Paungmali, B. Vicenzino … [et al.] // British Journal of Sports Medicine. — 2005. — Vol. 39, no. 07 (23 June). — P. 411−422. — [Пер. назв.: Систематический обзор и мета-анализ клинических испытаний физических воздействий при латеральной эпикондилалгии («теннисном локте»)]. — ISSN 1473-0480. — doi:10.1136/bjsm.2004.016170. — PMID 15976161. — PMC 1725258.
5. Andres, Brett M. Treatment of Tendinopathy : What Works, What Does Not, and What is on the Horizon : [англ.] : [арх. 5 апреля 2019] / Brett M. Andres, George A. C. Murrell // Clinical orthopaedics and related research : J. — 2008. — Vol. 466, no. 07 (30 April). — [Пер. назв.: Лечение тендопатии (боли в сухожилиях): что работает, что не работает и что на горизонте]. — ISSN 1528-1132. — doi:10.1007/s11999-008-0260-1. — PMID 18446422.

Ссылки

• Электрокинетические явления // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.