SHAW   Introdução à Química dos Colóides e Superfícies (1975)

SHAW Introdução à Química dos Colóides e Superfícies (1975)


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argilas, 
purificação da água, e detergência), que envolvam estabilidade de colóides. Ao 
determinar as forças repulsivas de duplas camadas entre partículas, supõe-se geral­
mente que i//a é o potencial operante e que i//a e £ (calculados a partir das mobili- 
dades eletroforéticas) são idênticas.
A eletroforese de partículas é também uma técnica útil para a caracterização 
de superfícies de organismos como bactérias, vírus, e células sanguíneas. A natu­
reza da carga superficial pode ser investigada estudando como a mobilidade eletro­
forética depende de fatores tais como pH, força iônica, adição de íons de carga 
contrária, polivalentes especificamente adsorvidos, adição de agentes tenso-ativos 
e tratamento com reagentes químicos específicos, particularmente enzimas. A Fig. 
7.7 mostra, como exemplo, como a curva mobilidade-pH, em força iônica cons­
tante, reflete o caráter ionogênico de superfícies de certas partículas-modelo.
2. Eletroforese de fronteira móvel \u2014 Outra técnica eletroforética consiste em estudar 
o movimento de uma fronteira formada entre um sol ou solução, e o meio de 
dispersão puro. O método de fronteira móvel de Tiselius102 encontrou larga 
aplicação, não somente para medir mobilidades eletroforéticas, mas sobretudo 
para separar, identificar e avaliar macromoléculas dissolvidas, sobretudo pro­
teínas. Contudo, como método analítico, em que não há necessidade de se conhecer 
as mobilidades eletroforéticas, a eletroforese de fronteira móvel foi substituída 
em grande parte por métodos mais simples e menos dispendiosos de eletroforese 
de zona.
A cela de Tiselius consiste de um tubo em U, de seção transversal retangular, 
subdividido em vários compartimentos, montados sobre vidro esmerilhado, o que 
permite que sejam movimentados lateralmente. A solução de proteína é dialisada 
contra um tampão (para evitar subseqüente perturbação da fronteira por fluxos
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Figura 7.7. Potenciais zeta (calculados a partir de dados da mobilidade eletroforética) rela­
tivos a partículas de diferente caráter ionogênico, colocados num gráfico em função do pH. 
num tampão acetatoveronal, a força iônica constante de 0,05m oldm - 3 .
a. Gotículas de óleos parafinicos
b. Partículas de látex de poliestireno sulfonado
c. Ácido arábico (polímero carboxilado) adsorvido sobre gotículas de óleo
d. Albumina do soro adsorvida sobre gotículas de óleo
osmóticos); em seguida os compartimentos da cela são preenchidos com a solução 
tamponada de proteina ou solução-tampão, como mostra a Fig. 7.8. Ligam-se 
à cela compartimentos, relativamente grandes, contendo eletrodos reversíveis, e 
mergulha-se toda a montagem num termostato. Ao atingirem equilíbrio hidros- 
tático e térmico, os compartimentos da cela são deslizados e alinhados, para 
formarem duas fronteiras nítidas. Faz-se uma corrente atravessar a cela, e acom- \u2022
\u2022 Fronteira
Seção transversal 
horizontal
Figura 7,8. Uma cela de eletroforese de Tiselius
Interfaces com cargas elétrica: 117
panha-se a migração das fronteiras usualmente por uma técnica de \u201cschlieren\u201d, 
que visualiza as fronteiras na forma de picos.
A seção transversal retangular alongada da cela constitui um caminho óptico 
razoavelmente longo para permitir o registro das posições da fronteira, permi­
tindo ao mesmo tempo uma termostatização eficiente. Trabalhando por volta 
de 0 °C a 4 °C (temperaturas nas quais soluções aquosas apresentam densidade 
máxima e valor pequeno de àp/àT), podemos reduzir ainda mais as perturbações 
por convecção das fronteiras, devidas ao dissipamento térmico da corrente apli­
cada. A diferença de densidades nas fronteiras é geralmente suficiente para evitar 
perturbações criadas pelo fluxo eletrosmótico nas paredes da cela.
Se a solução protéica for constituída por certo número de frações eletro- 
foreticamente diferentes, o pico nítido correspondente à fronteira formada inicial­
mente, irá se alargando e se cindindo em vários picos separados, movendo-se 
cada um com uma velocidade característica. As precauções tomadas para evitar 
perturbações possibilitam a obtenção de um alto grau de resolução, facilitando 
a identificação, caracterização e a avaliação dos constituintes de misturas desse 
tipo. Por exemplo, a primeira aplicação da técnica de Tiselius102 visava demonstrar 
que o constituíste do soro sanguíneo conhecido antigamente como globulina 
simplesmente, era na realidade uma mistura de várias proteínas (Fig. 7.9).
O método da fronteira móvel sofre geralmente complicações devido a pequenas 
diferenças entre as fronteiras ascendente e descendente nos dois braços do tubo 
em U. Essas anomalias nas fronteiras são ocasionadas por diferenças na con- 
dutividade (e portanto no gradiente de potencial), em cada fronteira. Trabalhando 
com concentrações baixas de proteínas é possível reduzir essas perturbações.
3. Eletroforese de zona \u2014 A eletroforese de zona envolve o uso de um sólido ou 
gel tridimensional reíativamente inerte e homogêneo, como suporte da solução 
em investigação, e para reduzir a um mínimo as perturbações por convecção. 
Além de ser de execução prática mais simples do que a eletroforese de fronteira 
móvel, a eletroforese de zona oferece uma vantagem adicional, a de fornecer em 
princípio uma separação completa de todos os componentes eletroforeticamente 
diferentes presentes na amostra, além de possibilitar o emprego de amostras 
menores; contudo a migração através do meio de estabilização é um processo 
complexo, e a eletroforese de zona não é adequada para determinar mobilidades 
eletroforéticas.
A eletroforese de zona é empregada sobretudo como técnica analítica e, 
menos freqüentemente, em separações preparativas em pequena escala. As prin­
cipais aplicações do método se situam no campo da bioquímica e da análise 
clínica, particularmente no estudo de misturas de proteínas. Como a cromato-
Figura 7.9. Diagrama elotroforético 
(ascendente) para o soro do sangue 
humano
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grafia, a eletroforese de zona é um tópico mais explorado do ponto de vista prático, 
aplicado, e seu desenvolvimento avança mais no sentido de melhoramentos nas 
técnicas experimentais e de encontrar novos meios de suporte adequados. Muitos 
dos trabalhos mais antigos se baseavam no emprego de papel de filtro como meio 
de suporte; contudo nesses últimos anos o papel de filtro vem sendo parcialmente 
substituído por outros materiais, como acetato de celulose, gel de amido e gel 
de poliacrilamida, que permitem separações mais perfeitas. O poder de resolução 
particularmente elevado obtido com o emprego de géis moderadamente con­
centrados como meio de suporte, é em grande parte conseqüência de um fator de 
separação adicional, exibido por estes materiais: funcionam como \u201cpeneira mole­
cular\u201d. Por exemplo, o soro sanguíneo é separado em gel de poliacrilamida em 
cerca de 25 componentes; mas em papel de filtro só é possível a separação de 5 
frações, o mesmo ocorrendo com eletroforese de fronteira móvel.
Outra técnica desenvolvida recentemente é a cromatografia de permeação de 
getn ; esta também se vale da ação de \u201cpeneira molecular\u201d, exibida por certos 
géis, para a separação de materiais macromoleculares, e para determinar, se bem 
que de modo um tanto empírico, distribuições de massas moleculares relativas.
Corrente de escoamento e potencial de escoamento
A criação de um potencial de escoamento quando um eletrólito é forçado 
através de um capilar ou de um tampão poroso é na realidade um processo bas­
tante complexo, ocorrendo simultaneamente, por uma série de mecanismos, trans­
ferência de carga e de massa. O líquido no capilar (ou no tampão poroso) possui 
uma certa carga total (a carga da parte móvel da dupla camada elétrica) e seu 
escoamento dá origem a uma corrente de escoamento e conseqüentemente a uma