電気泳動とは？家電用語を解説
家電を知りたい
電気泳動とは何ですか？
家電製品マニア
電気泳動は、電場の中で液中に浮遊した粒子が一方の極に移動する現象です。
家電を知りたい
その応用を教えてください。
家電製品マニア
タンパク質の分離、粘土の精製、ゴムや高分子の電着、浮遊粉じんの捕集などがあります。
電気泳動とは。
「電気泳動」とは、液中に浮遊する粒子が電場によって一方の極に移動する現象です。粒子の種類によって移動する速度が異なるため、タンパク質の分離、粘土の精製、ゴムや高分子の電着などに利用されています。
また、気体中の粒子にも同様の効果があり、高電圧をかけて浮遊する粉塵を捕集する「コットレル集じん機」として実用化されています。
電気泳動の仕組み
電気泳動とは、物質に電気を流し、電荷の差によって分離する手法です。物質をゲルや溶液などの媒体に含ませ、電極間に電圧をかけます。電荷を持つ物質は電場によって移動し、電荷の強さと大きさによって移動速度が異なります。この移動速度の差を利用して、異なる物質を分離することができます。
例えば、DNAやタンパク質などの生物学的物質の分離に電気泳動が広く用いられています。DNAやタンパク質は負に帯電しているので、正極から負極に向かって移動します。ただし、それらの分子量は異なるため、分子量の大きい物質ほど移動速度が遅くなります。この性質を利用して、電気泳動によって生物学的物質をサイズや種類に基づいて分離することができます。
電気泳動の応用例
電気泳動の応用例
電気泳動は、生化学や分子生物学の分野で広く用いられている手法です。主に、DNA、RNA、タンパク質などの生物分子の分離と分析に使用されます。電気泳動により、異なる分子種をサイズ、電荷、その他の特性に基づいて分けることができます。この技術は以下を含むさまざまな用途に活用されています。
* -DNAの断片化-制限酵素を使用してDNAを断片化し、電気泳動によって長さごとに分離します。
* -遺伝子型分析-電気泳動を使用して、DNAの特定の領域における個体間のバリエーションを検出できます。
* -タンパク質の分離-電気泳動では、タンパク質の電荷と分子量に基づいてタンパク質を分離できます。
* -抗体の特性評価-電気泳動は、抗体の純度や特異性を調べるために使用できます。
* -DNAシーケンシング-電気泳動は、DNAシーケンサーで使用されており、DNAの塩基配列を決定するために使用されています。
気体中の粒子への電気泳動
気体中の粒子への電気泳動は、気体中の帯電粒子に電界を印加することで、荷電に応じてそれらを分離する方法です。気体中の粒子をキャリーガスに流すと、そこに電界を発生させると、粒子は荷電の符号に応じて電界方向に流れます。正に帯電した粒子は電界の正極に向かって移動し、負に帯電した粒子は負極に向かって移動します。粒子の移動速度は電界の強さと粒子の荷電量に応じて変化します。この手法は、気体中に浮遊する粒子の荷電量の決定や、荷電が異なった粒子の分離・分析に使用されます。
コットレル集じん機
コットレル集じん機は、電気泳動の原理を利用した工業用集じん装置です。
コットレル集じん機では、煙突や製鋼所などの工業施設から発生する煙やホコリなどの粒子に、電気を帯電させます。電気を帯びた粒子は、集じん機の電極に引き寄せられ、そこで付着することで除去されます。
コットレル集じん機は、その高い集じん効率と、大規模な処理能力を特徴としています。そのため、発電所、製紙工場、セメント工場などの規模の大きい施設で広く使用されています。また、大気汚染の防止や、資源の回収にも貢献しています。
家電製品における電気泳動
家電製品に用いられる電気泳動とは、電圧をかけて液体の中の分子や微粒子を移動させて分離する技術です。例えば、洗濯機では、電気泳動を利用して洗剤や柔軟剤の成分を繊維に浸透させます。また、空気清浄機では、マイナスイオンを発生させるために、空気中の粒子に電気泳動をかけてイオン化させます。さらに、冷蔵庫やエアコンでは、冷媒の凝縮や蒸発を電気泳動によって促進して、冷却効率を高めています。
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