|
|
UFG – UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE QUÍMICA
Zona Empregando Software Livre PeakMaster Professor : Lucas M. Duarte Resumo: No software Peakmaster 5.4 foram feitas simulações de testes em eletroforese de grupos de analitos sob BGEs diferentes, tensões diferentes e cargas de analitos diferentes (separando cátions e por último separando ânions). Discutimos resultados e influências do pH, da tensão, e sua modulação nos resultados . Introdução: Com objetivo de antecipar resultados, economizando tempo e materiais, utilizando principais parâmetros da eletroforese, foram desenvolvidos diversos softwares como o “Simul 5”, Getrans, Martens, e outros listados em artigos de revisão sobre os mesmos[1] [2] . No atual trabalho foi utilizado neste trabalho o “Peakmaster”, que é um software livre desenvolvido no grupo do Prof. Dr. Bohuslav Gas, o qual compreende uma plataforma simples e comunicável e representa uma ferramenta fundamental para prever os ensaios eletroforéticos [3] Materiais Utilizados em Simulação no Software foram Cátions: 𝑁𝑎+; 𝐿𝑖+;𝐾+;𝐶𝑎+2; 𝑀𝑔+2 , Ânions: 𝐶𝑙−; 𝑁𝑂3−; 𝐻3𝐶𝐶𝑂𝑂. Modo eletroforético foi eletroforese em zona (em capilar e microchip) e a Separação dos seguintes cátions: Sodium; Lithium; Potassium; Calcium; Magnesium; Concentração dos analitos: M; Parâmetros de execução: L = 33,5 cm | l = 25,0 cm | V = + 20000 V | EOF: tempo do marcador (3 min); Sinal: Condutividade. Foi feita comparação de dois BGEs em diferentes pH, mas com força iônica (FI): 0. 1) O primeiro BGE: ácido lático / histidina 20/10 mmol L-¹ Os parâmetros que o sistema deu foram : pH : 3.842 Condutividade (S / m) 6,16e-02 Resistividade (Ohmm) Capacidade de buffer (mM) Tempo do marcador EOF (min) 3 Mobilidade EOF (1e-9 * m2/s/V) 1. auto-mobilidade do sistema (1e-9 * m2/s/V) 2. auto-mobilidade do sistema (1e-9 * m2 /s/V) -2,99e-02
Os Parâmetros do sistema PeakMaster PH - O Software acusa o pH o que é importante para se verificar o fluxo osmótico e a capacidade de relacionar quem será cátion ou ânion no eletrólito. Força iônica (mM) – É importante se destacar porque em uma solução é uma medida de sua concentração de íons, que quando dissolvidos na água, dissociam-se em íons demonstração a concentração total de eletrólitos na solução permitindo verificar a dissociação de sais . Condutividade (S/m) – Indica a facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. Resistividade (Ohmm) – A medida da oposição de um material ao fluxo de corrente eléctrica. Capacidade de buffer (mM) - Ou capacidade tamponante é a quantidade de ácido ou base que pode ser adicionada antes que o tampão perca sua habilidade de resistir à mudança em pH. Um tampão com uma alta capacidade pode manter sua ação tamponante por mais tempo do que um tampão com uma pequena capacidade. O tampão é consumido quando a maioria da base fraca for convertida a ácido ou quando a maioria do ácido fraco for convertido a base. Tempo do marcador EOF (min) - “É o tempo requerido para que o líquido percorra o comprimento efetivo do capilar, Lef, devido à eletrosmose. Este tempo é comumente medido como o tempo de "migração" de um marcador neutro, conhecido como marcador do fluxo eletrosmótico e cuja mobilidade é assumida desprezível com relação ao analito”[4]. Mobilidade EOF – Designa-se a velocidade de um fluxo eletroosmótico, que pode ser positiva ou negativa.
Gráficos e discussão de resultados
Sob BGE com PH mais elevado a sequência permaneceu a mesma: 2. Cálcio: 0,95m 3. Sódio: 0,99m 4. Magnésio: 1,049m no tempo máximo (aumentou 0,001 sua mobilidade devido provavelmente mudança de PH de 3,84 pra 6,06) 5. Litium : 1,17m
pH 6.067 Aumentou o PH de 3,84 para 6,06 com mudança de BGE1 para BGE 2 Força iônica (mM) 10,19 Condutividade (S / m) 4,74E-02 Resistividade (Ohmm) Capacidade de buffer (mM) Tempo do marcador EOF (min) 3 Mobilidade EOF (1e-9 * m² /s/V) 1. auto-mobilidade do sistema (1e-9 * m2 / s / V) 1,07-³ 2. auto-mobilidade do sistema (1e-9 * m2 / s / V) -1,21-²
Comparação da simulação em sistema capilar e chip: No microchip diminuímos de 20.000 V para 2000 V porque não podemos usar alta tensão no microchip , e porque em geral ele não necessita de alta tensão.
Temos um co-migração para BG2 para cálcio, sódio e magnésio:
Aumento de Tensão e o Menor Tempo para Detecção Em 5000V sendo eixo x o tempo em minutos e o eixo Y unidade arbitrária. Demorou quase 8 minutos; quando aumentamos a tensão para 10.000V houve uma queda acentuada. Em 10.000V
Em 15000V Em 20.000V Em 30.000V
Nos gráficos acima observamos claramente a diminuição do tempo para detecção em função do aumento de tensão. Um ponto se destaca entre o tempo de 5.000V e 10.000 v, onde a queda foi acentuada e caiu a detecção de 8 minutos para 4 minutos o que revela um comportamento não linerar e cada vez mais resistente no processo de aumento de velocidade dos elétrons por meio da tensão. No aumento das últimas tensões a velocidade pouco aumentou o que podeŕiamos refletir sobre a saturação máxima que os analitos sofrem diante da mudança de tensão. Cálculos
Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,187) (lítio)= 0,035 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,049) (magnesio)= 0,040 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,002) (sódio)= 0,042 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x0,761) (potássio)= 0,055
Calculando a mobilidade efetiva de cada analito Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x0,97) (cálcio) = 0,043 -0,014= 0,029 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,049) (magnesio)= 0,040 --0,014= 0,026 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,002) (sódio)= 0,042 -0,014=0,028 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x0,761) (potássio)= 0,055 -0,014=0,041
Resolução entre pares de picos
Aplicando a regra aos nossos picos Rs= 2(1,002- 0,97)/ 0,02+0,03 = 12,8 (lítio e magnésio) Rs= 2(1,005 -1,002 )/ 0,01+0,02 = 0,2 (magnésio e sódio) Rs= 2(1,19-1,005)/ 0,01+0,02 = 12,33 )entre sódio e potássio)
Eficiência em pratos por metro;
Comparar o valor encontrado para 𝜇𝑒𝑝 (calculado) com a mobilidade efetiva fornecida pelo software e discutir;
Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,187) (lítio)= 0,035 -0,014= 0,021 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,049) (magnesio)= 0,040 --0,014= 0,026 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x1,002) (sódio)= 0,042 -0,014=0,028 Map = L.l/t.v = (33.5x25)/(20000x0,761) (potássio)= 0,055 -0,014=0,041
Separação dos ânions
Sob os parameters: L=8.5 cm | l=7.8 cm | V=-2000 V | EOF: No EOF; BGE: Ácido Lático/Histidina 30/25 mmol L-1 e TTAOH 10 mmol L-1; Foram analisados os seguintes analitos: Ácido sulfúrico; ácido acético; ácido clorídrico; ácido nítrico; ácido fórmico; ácido oxálico; ácido cítrico; ácido benzóico; Resultados da Simulação:
2. ácido nítrico 3. ácido sulfúrico 4. ácido oxalato 5. ácido fórmico 6. ácido cítrico 7. ácido ascético 8. ácido benzoico No eletroferograma, pelos parâmetros reportados pelo software temos bons resultados. Bons para detecção direta de todos os ácidos listados e detecção indireta do ácido benzoico. Conclusão: A ferramenta de simulação do software PeakMaster representa diversas vantagens econômicas de tempo e recursos, permitindo planejamentos prévios para melhor dominio de conjugações de analitos e eletrólitos no canal capilar ou microchip capilar.
Referências 2. Thormann, Wolfgang; Caslavska, Jitka; Breadmore, Michael C.; Mosher, Richard A. (2009). «Dynamic computer simulations of electrophoresis: Three decades of active research». ELECTROPHORESIS (em inglês). 30 (S1): S16–S26. ISSN 1522-2683. doi:10.1002/elps.200900058 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/elps.200900058 3. Gaš, B., Jaros, M., Hrus, V., Zusková, I., & Milan, S. (2005). PeakMaster - A Freeware Simulator of Capillary Zone Electrophoresis. https://www.semanticscholar.org/paper/PeakMaster-A-Freeware-Simulator-of-Capillary-Zone-Ga%C5%A1-Jaros/c6bee1683499695bff4b710004d2f47281b499bf |
