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Anwendung: Elektrophorese

Makromoleküle - Aminosäuren - Eigenschaften - pH-Wert - Elektrophorese - saure/basische AS - Peptide - Primärstruktur - Sekundärstruktur - Tertiärstruktur

Ein Trennverfahren für Ionen

Bei einem bestimmten pH-Wert (zum Beispiel pH = 6) sind manche
Aminosäuren positiv geladen, andere negativ, und manche sind neutral.
Dies kann man ausnutzen, um ein Gemisch aus Aminosäuren mit Hilfe eines elektrischen Feldes zu trennen: Elektrophorese.

Eine Elektrophorese funktioniert im Prinzip folgendermaßen:

Man nimmt ein längliches Stück Filtrierpapier, feuchtet dieses mit Wasser oder einem anderen polaren Lösungsmittel an, das den Strom leitet, und legt das Filtrierpapier auf eine ebene Fläche, die auch noch angefeuchtet wird (es gibt auch Elektrophoresekammern, in denen das Filtrierpapier senkrecht eingespannt werden kann).

Die zu analysierenden Aminosäuren hat man in einem polaren Lösungsmittel aufgelöst. Nun gibt man ein paar Tropfen dieser Lösung in die Mitte des Filtrierpapiers. Dann verbindet man das feuchte Filtrierpapier mit dem Pluspol und dem Minuspol einer Gleichspannungsquelle:

Elektrophorese - Vorbereitung

Elektrophorese eines Gemischs aus Aminosäuren - Vorbereitung

Nun schaltet man den elektrischen Strom ein. Die Aminosäuren, die bei dem gerade herrschenden pH-Wert positiv geladen sind, wandern nun in Richtung Minuspol. Aminosäuren mit einer großen Seitenkette, zum Beispiel Arginin, wandern im elektrischen Feld nicht so schnell wie Aminosäuren mit einer kleinen Seitenkette, beispielsweise Glycin.

Aminosäuren, die bei dem gerade herrschenden pH-Wert negativ geladen sind, wandern in Richtung Pluspol. Auch hier gilt: je größer die Seitenkette, desto langsamer wandert die Aminosäure.

Diejenigen Aminosäuren, die bei dem pH-Wert als Zwitter-Ion vorliegen, wandern überhaupt nicht im elektrischen Feld, da sie nach außen hin elektrisch neutral sind.

Nach etwa 20 Minuten sieht das Filtrierpapier vielleicht so aus:

Filtrierpapier nach 20 Minuten Elektrophorese

Filtrierpapier nach 20 Minuten Elektrophorese

 

Externe Links:

Ich möchte an dieser Stelle auf einen schönen Artikel in der Apotheken-Umschau hinweisen, in dem es um die medizinische Anwendung der Eiweiß-Elektrophorese geht. Mit diesem Verfahren kann der Arzt untersuchen, "in welchen Mengen die einzelnen Eiweiße im Blut vorkommen".

Zum Artikel

Auf den Wikipedia-Artikel zur Elektrophorese werde ich hier nicht verlinken, weil er mir einfach zu komplex für den Schulgebrauch erscheint. Interessanter ist dagegen der Artikel zur Gelelektrophorese, einer der wichtigsten Varianten der Elektrophorese. Hier kann man sich auch die notwendigen Apparaturen in großformatigen Bildern anschauen.

Zum Artikel