Aditya N Dwivedi: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Electrophoresis” लेख का हिंदी अनुवाद

2026-10-09T08:39:02Z

अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Electrophoresis” लेख का हिंदी अनुवाद

New page

Fig2

'''वैद्युтокणसंचलन''' (Electrophoresis) किसी दिकस्थान में एकसमान [[वैद्युत क्षेत्र]] के प्रभाव में किसी तरल के सापेक्ष [[आवेशित]] [[अंतरापृष्ठ और कोलॉइड विज्ञान|परिक्षिप्त कणों]] या [[विलायन|घुले हुए]] [[आवेशित]] [[अणुओं]] की गति है। नियम के अनुसार, इन [[उभयधर्मी आयन|ज्विटेर आयनिक (zwitterionic)]] कणों और अणुओं पर या तो धनात्मक या ऋणात्मक कुल आवेश होता है, जिसे अक्सर [[ज़ीटा विभव]] (zeta potential) द्वारा लक्षित किया जाता है।<ref name="Dukhin">(2025). [https://www.amazon.com/Zeta-Potential-Fundamentals-Applications-Technology/dp/0443334436 Zeta Potential: Fundamentals, Methods, and Applications]. Academic Press. ISBN 978-0443334436.</ref><ref>Michov, B.. (2022). [https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/9783110761641/html Electrophoresis Fundamentals: Essential Theory and Practice]. De Gruyter, ISBN 9783110761627. ISBN 9783110761627. doi:[https://doi.org/10.1515/9783110761641 10.1515/9783110761641].</ref>

वैद्युтокणसंचलन का उपयोग [[प्रयोगशाला|प्रयोगशालाओं]] में [[बृहदणु|बृहदणुओं]] (macromolecules) को उनके आवेश के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है। यह तकनीक सामान्यतः एक ऋणात्मक आवेश लागू करती है ([[कैथोड]] के माध्यम से) जिससे ऋणायनिक (anionic) अणु धनात्मक आवेश ([[एनोड]]) की ओर बढ़ते हैं।<ref>Kastenholz, B.. (2006). "Comparison of the electrochemical behavior of the high molecular mass cadmium proteins in ''Arabidopsis thaliana'' and in vegetable plants on using preparative native continuous polyacrylamide gel electrophoresis (PNC-PAGE)". ''Electroanalysis''. 18 (1) 103–6. doi:[https://doi.org/10.1002/elan.200403344 10.1002/elan.200403344].
</ref> इसलिए, धनात्मक आवेशित कणों या अणुओं ([[धनायन|कैटायन]]) के वैद्युтокणसंचलन को कभी-कभी '''कैटैफोरेसिस''' (cataphoresis) कहा जाता है, जबकि ऋणात्मक आवेशित कणों या अणुओं (ऋणायनों) के वैद्युтокणसंचलन को कभी-कभी '''एनाफोरेसिस''' (anaphoresis) कहा जाता है।<ref>Lyklema, J.. (1995). "Fundamentals of Interface and Colloid Science". 2 3.208.</ref><ref>Hunter, R.J.. (1989). "Foundations of Colloid Science". Oxford University Press.</ref><ref>(1974). "Electrokinetic Phenomena". J. Wiley and Sons.</ref><ref>(1989). [https://archive.org/details/colloidaldispers0000russ Colloidal Dispersions]. Cambridge University Press. ISBN 9780521341882.</ref><ref>Kruyt, H.R.. (1952). "Colloid Science". 1, Irreversible systems. Elsevier.</ref><ref>(2017). [https://www.elsevier.com/books/characterization-of-liquids-dispersions-emulsions-and-porous-materials-using-ultrasound/dukhin/978-0-444-63908-0 Characterization of liquids, nano- and micro- particulates and porous bodies using Ultrasound]. Elsevier. ISBN 978-0-444-63908-0.</ref><ref>Anderson, J.L.. (January 1989). "Colloid Transport by Interfacial Forces". ''Annual Review of Fluid Mechanics''. 21 (1) 61–99. doi:[https://doi.org/10.1146/annurev.fl.21.010189.000425 10.1146/annurev.fl.21.010189.000425].</ref>

वैद्युтокणसंचलन [[जैव रसायन]] (biochemistry) और [[आणविक जीव विज्ञान]] (molecular biology) में प्रयुक्त [[विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान|विश्लेषणात्मक तकनीकों]] का आधार है, जिसके द्वारा कणों, अणुओं या आयनों को [[आणविक द्रव्यमान|आकार]], आवेश, रूप, या [[अंतरआणविक बल|बंधन आत्मीयता]] (binding affinity) के आधार पर, या तो [[गतिमान-सीमा वैद्युтокणसंचलन|स्वतंत्र रूप से]] या एक सहायक [[जेल|माध्यम]] के माध्यम से विद्युत आवेश के एक-दिशात्मक [[विद्युत धारा|प्रवाह]] का उपयोग करके अलग किया जाता है।<ref>Malhotra, P.. (2023). "Analytical Chemistry: Basic Techniques and Methods". 346. Springer, ISBN 9783031267567.</ref> इसका व्यापक रूप से [[DNA]], [[RNA]] और [[प्रोटीन]] विश्लेषण में उपयोग किया जाता है।<ref>Garfin, D.E.. (1995). [https://doi.org/10.1016/B978-012286230-4/50003-1 Chapter 2 – Electrophoretic Methods]. ''Introduction to Biophysical Methods for Protein and Nucleic Acid Research''. 53–109. doi:[https://doi.org/10.1016/B978-012286230-4/50003-1 10.1016/B978-012286230-4/50003-1].
</label>

तरल "[[बूंद (तरल)|ड्रॉपलेट]] वैद्युтокणसंचलन" क्लासिक "[[कण]] वैद्युтокणसंचलन" से काफी अलग है क्योंकि बूंद की विशेषताएं जैसे कि गतिशील सतह आवेश और अंतरापृष्ठ की गैर-दृढ़ता (nonrigidity)। इसके अलावा, तरल-तरल प्रणाली, जहां दोनों चरणों में [[तरलगतिकी|हाइड्रोडायनामिक]] और [[विद्युत् जलगतिकी|इलेक्ट्रोकाइनेटिक बलों]] के बीच परस्पर क्रिया होती है, वैद्युтокणसंचलन गति की जटिलता को बढ़ाती है।<ref>(2021). "Mechanistic studies of droplet electrophoresis: A review". ''Electrophoresis''. 42 (7–8) 869–880. doi:[https://doi.org/10.1002/elps.202000358 10.1002/elps.202000358].</ref>

== इतिहास ==
History of electrophoresis

== सिद्धांत ==

निलंबित कणों पर एक [[विद्युत सतह आवेश]] होता है, जो सतह पर अधिशोषित प्रजातियों से काफी प्रभावित होता है,<ref>
(2012). "The effects of carboxylic acids on the aqueous dispersion and electrophoretic deposition of ZrO2". ''Journal of the European Ceramic Society''. 32 (1) 235–244. doi:[https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.08.015 10.1016/j.jeurceramsoc.2011.08.015].</ref> जिस पर एक बाहरी विद्युत क्षेत्र एक [[स्थैतिक वैद्युत|इलेक्ट्रोस्टैटिक]] [[कूलॉम बल]] लगाता है। [[द्विपरत (अंतरापृष्ठ)|द्विपरत]] (double layer) सिद्धांत के अनुसार, तरल पदार्थों में सभी सतह आवेश आयनों की एक [[विसरित परत]] (diffuse layer) द्वारा परिरक्षित होते हैं, जिसका सतह आवेश के निरपेक्ष समान लेकिन विपरीत चिह्न वाला आवेश होता है। [[विद्युत क्षेत्र]] विसरित परत में आयनों पर एक ऐसा बल भी लगाता है जिसकी दिशा [[सतह आवेश]] पर कार्य करने वाले बल के विपरीत होती है। यह बाद वाला बल वास्तव में कण पर नहीं लगाया जाता है, बल्कि कण सतह से कुछ दूरी पर स्थित विसरित परत के [[आयनों]] पर लगाया जाता है, और इसका कुछ हिस्सा [[श्यानता|श्यान]] [[प्रतिबल (भौतिकी)|प्रतिबल]] (viscous stress) के माध्यम से कण सतह तक स्थानांतरित होता है। बल के इस हिस्से को वैद्युтокणसंचलन मंदन बल (electrophoretic retardation force), या संक्षेप में ERF भी कहा जाता है।
जब विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है और विश्लेषण किया जाने वाला आवेशित कण विसरित परत के माध्यम से स्थिर गति पर होता है, तो कुल परिणामी बल शून्य होता है:

<math display="block"> F_{\text{text}} = 0 = F_{\text{el}} + F_{\mathrm{f}} + F_{\text{ret}}</math>

परिक्षेपण माध्यम की [[श्यानता]] के कारण गतिमान कणों पर लगने वाले [[कर्ण (भौतिकी)|कर्षण]] (drag) को ध्यान में रखते हुए, कम [[रेनॉल्ड्स संख्या]] और मध्यम विद्युत क्षेत्र की शक्ति ''E'' के मामले में, परिक्षिप्त कण का [[अपवाह वेग]] (drift velocity) ''v'' केवल लागू क्षेत्र के समानुपाती होता है, जो वैद्युтокणसंचलन [[विद्युत गतिशीलता]] μe को इस प्रकार परिभाषित करता है:<ref>(2011). "Anodic aqueous electrophoretic deposition of titanium dioxide using carboxylic acids as dispersing agents". ''Journal of the European Ceramic Society''. 31 (6) 1041–1047. doi:[https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.12.017 10.1016/j.jeurceramsoc.2010.12.017].</ref>

<math display="block">\mu_e = {v \over E}.</math>

वैद्युтокणसंचलन का सबसे प्रसिद्ध और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सिद्धांत 1903 में [[मारियन स्मोलुचोव्स्की]] (Marian Smoluchowski) द्वारा विकसित किया गया था:<ref>von Smoluchowski, M.. (1903). "Contribution à la théorie de l'endosmose électrique et de quelques phénomènes corrélatifs". ''Bull. Int. Acad. Sci. Cracovie''. 184.</ref>

<math display="block">\mu_e = \frac{\varepsilon_r\varepsilon_0\zeta}{\eta},</math>

जहाँ εr [[परिक्षेपण माध्यम]] का [[परावैद्युतांक]] (dielectric constant) है, ε0 [[मुक्त आकाश की पारगम्यता]] (Vacuum permittivity) (C2 N−1 m−2) है, η परिक्षेपण माध्यम की [[गतिक श्यानता]] (dynamic viscosity) (Pa s) है, और ζ [[ज़ीटा विभव]] है (अर्थात, [[द्विपरत (अंतरापृष्ठ)|द्विपरत]] में [[फिसलन तल]] का [[इलेक्ट्रोकाइनेटिक विभव]], इकाइयाँ mV या V)।

स्मोलुचोव्स्की का सिद्धांत बहुत प्रभावशाली है क्योंकि यह किसी भी [[आकार]] के [[परिक्षिप्त कणों]] पर किसी भी [[सांद्रता]] पर काम करता है। इसकी वैधता पर कुछ सीमाएँ हैं। उदाहरण के लिए, इसमें [[डिबाय लंबाई]] (Debye length) κ−1 (इकाइयाँ m) शामिल नहीं है। हालाँकि, डिबाय लंबाई वैद्युтокणसंचलन के लिए महत्वपूर्ण होनी जैसा कि चित्र 2 से तुरंत स्पष्ट होता है,
[[#Fig2|"वैद्युтокणसंचलन मंदन का चित्रण"]]।
द्विपरत (DL) की बढ़ती मोटाई कण सतह से मंदन बल के बिंदु को दूर ले जाती है। DL जितनी मोटी होगी, मंदन बल उतना ही कम होना चाहिए।

विस्तृत सैद्धांतिक विश्लेषण से यह सिद्ध हुआ कि स्मोलुचोव्स्की का सिद्धांत केवल पर्याप्त रूप से पतली DL के लिए मान्य है, जब कण की त्रिज्या ''a'' डिबाय लंबाई से बहुत बड़ी होती है:

<math display="block"> a\kappa \gg 1.</math>

"पतली दोहरी परत" (thin double layer) का यह मॉडल न केवल वैद्युतकणसंचलन (electrophoresis) सिद्धांत के लिए बल्कि कई अन्य इलेक्ट्रोकाइनेटिक सिद्धांतों के लिए भी अत्यधिक सरलीकरण प्रदान करता है। यह मॉडल अधिकांश [[जलीय]] प्रणालियों के लिए मान्य है, जहाँ [[डिबाय लंबाई]] (Debye length) आमतौर पर केवल कुछ [[नैनोमीटर]] होती है। यह पानी के करीब [[आयनिक शक्ति]] (ionic strength) वाले विलयन में नैनो-कोलॉइड्स के लिए ही विफल होता है।

स्मोलुखोव्स्की सिद्धांत [[सतह चालकता]] (surface conductivity) के योगदान की भी उपेक्षा करता है। आधुनिक सिद्धांत में इसे छोटे [[डुखिन संख्या]] (Dukhin number) की शर्त के रूप में व्यक्त किया जाता है:

<math display="block"> Du \ll 1 </math>

वैद्युतकणसंचलन सिद्धांतों की वैधता के दायरे का विस्तार करने के प्रयास में, इसके विपरीत स्पर्शोन्मुख (asymptotic) मामले पर विचार किया गया, जब डिबाय लंबाई कण की त्रिज्या से बड़ी होती है:

<math display="block"> a \kappa < \!\, 1.</math>

"मोटी दोहरी परत" की इस स्थिति के तहत, [[एरिच हकेल]] (Erich Hückel)<ref>Hückel, E.. (1924). "Die kataphorese der kugel". ''Phys. Z.''. 25 204.</ref> ने वैद्युतकणसंचलन गतिशीलता (electrophoretic mobility) के लिए निम्नलिखित संबंध का अनुमान लगाया:

<math display="block">\mu_e = \frac{2\varepsilon_r\varepsilon_0\zeta}{3\eta}.</math>

यह मॉडल कुछ [[नैनोकणों]] (nanoparticles) और अध्रुवीय द्रवों के लिए उपयोगी हो सकता है, जहाँ डिबाय लंबाई सामान्य मामलों की तुलना में काफी बड़ी होती है।

कई ऐसे विश्लेषणात्मक सिद्धांत हैं जो [[सतह चालकता]] को शामिल करते हैं और छोटे [[डुखिन संख्या]] की सीमा को समाप्त करते हैं, जिसकी शुरुआत [[थियोडोर ओवरबीक]] (Theodoor Overbeek)<ref>Overbeek, J.Th.G. (1943). "Theory of electrophoresis — The relaxation effect". ''Koll. Bith.''. 287.</ref> और एफ. बूथ (F. Booth)<ref>Booth, F.. (1948). "Theory of Electrokinetic Effects". ''Nature''. 161 (4081) 83–86. doi:[https://doi.org/10.1038/161083a0 10.1038/161083a0].</ref> ने की थी। आधुनिक, कठोर सिद्धांत जो किसी भी [[ज़ीटा विभव]] (Zeta potential) और अक्सर किसी भी ''aκ'' के लिए मान्य हैं, वे ज्यादातर दुखिन-सेमेखिन सिद्धांत से उत्पन्न होते हैं<ref name="DukhinSemenikhin">Dukhin, S.S. and Semenikhin N.V. "Theory of double layer polarization and its effect on electrophoresis", Koll.Zhur. USSR, volume 32, page 366, 1970.</ref><ref name="Dukhin"></ref>।

''पतली दोहरी परत'' की सीमा में, ये सिद्धांत रिचर्ड डब्ल्यू. ओ'ब्रायन और ली आर. व्हाइट द्वारा प्रदान की गई समस्या के संख्यात्मक समाधान की पुष्टि करते हैं।<ref>O'Brien, R.W.. (1978). "Electrophoretic mobility of a spherical colloidal particle". ''J. Chem. Soc. Faraday Trans.''. 2 (74) 1607. doi:[https://doi.org/10.1039/F29787401607 10.1039/F29787401607].</ref>

अधिक जटिल परिदृश्यों के मॉडलिंग के लिए, ये सरलीकरण अशुद्ध हो जाते हैं, और विद्युत क्षेत्र को इसके परिमाण और दिशा को ट्रैक करते हुए स्थानिक (spatially) रूप से मॉडल किया जाना चाहिए। इस स्थानिक रूप से भिन्न होने वाले विद्युत क्षेत्र को मॉडल करने के लिए [[पॉसों समीकरण]] (Poisson's equation) का उपयोग किया जा सकता है। द्रव प्रवाह पर इसके प्रभाव को [[स्टोक्स नियम|स्टोक्स के नियम]] (Stokes' law) के साथ मॉडल किया जा सकता है,<ref name="Paxton Sen Mallouk 2005 pp. 6462–6470">(2005-11-04). "Motility of Catalytic Nanoparticles through Self-Generated Forces". ''Chemistry - A European Journal''. 11 (22) 6462–6470. doi:[https://doi.org/10.1002/chem.200500167 10.1002/chem.200500167].</ref> जबकि विभिन्न आयनों के परिवहन को [[नर्स्ट-प्लैंक समीकरण]] (Nernst–Planck equation) का उपयोग करके मॉडल किया जा सकता है। इस संयुक्त दृष्टिकोण को पॉसों-नर्स्ट-प्लैंक-स्टोक्स समीकरणों के रूप में जाना जाता है। कणों के वैद्युतकणसंचलन के लिए इसे सत्यापित किया गया है।<ref name="MORANPOSNER2011">(2011-06-13). "Electrokinetic locomotion due to reaction-induced charge auto-electrophoresis". ''Journal of Fluid Mechanics''. 680 31–66. doi:[https://doi.org/10.1017/jfm.2011.132 10.1017/jfm.2011.132].</ref>

==इन्हें भी देखें==
*[[आत्मीयता वैद्युतकणसंचलन]] (Affinity electrophoresis)
*[[वैद्युतकणसंचलन निक्षेपण]] (Electrophoretic deposition)
*[[इलेक्ट्रॉनिक पेपर]] (Electronic paper)
*[[केशिका वैद्युतकणसंचलन]] (Capillary electrophoresis)
*[[डाईइलेक्ट्रिकणसंचलन]] (Dielectrophoresis)
*[[मुक्त-प्रवाह वैद्युतकणसंचलन]] (Free-flow electrophoresis)
*[[इलेक्ट्रोब्लॉटिंग]] (Electroblotting)
*[[जेल वैद्युतकणसंचलन]] (Gel electrophoresis)
*[[न्यूक्लिक एसिड का जेल वैद्युतकणसंचलन]] (Gel electrophoresis of nucleic acids)
*[[प्रोटीन का जेल वैद्युतकणसंचलन]] (Gel electrophoresis of proteins)
*[[वैद्युतकणसंचलन का इतिहास]] (History of electrophoresis)
*[[जेल वैद्युतकणसंचलन#इतिहास|जेल वैद्युतकणसंचलन का इतिहास]] (History of gel electrophoresis)
*[[इम्यूनोवैद्युतकणसंचलन]] (Immunoelectrophoresis)
*[[आइसोइलेक्ट्रिक फोकसिंग]] (Isoelectric focusing)
*[[आइसोटाकोफोरेसिस]] (Isotachophoresis)
*[[अरेखीय घर्षणसंचलन]] (Nonlinear frictiophoresis)
*[[पल्स-फील्ड जेल वैद्युतकणसंचलन]] (Pulsed-field gel electrophoresis)
*[[स्टोक्स प्रवाह]] (Stokes flow)

==संदर्भ==
<references />

==अतिरिक्त पठन==
* Barz, D.P.J.. (2005). "Model and Verification of Electrokinetic Flow and Transport in a Micro-Electrophoresis Device". ''Lab Chip''. 5 (9) 949–958. doi:[https://doi.org/10.1039/b503696h 10.1039/b503696h].
* Jahn, G.C.. (1986). "A Comparison of the Life Cycles of Two ''Amblyospora'' (Microspora: ''Amblyosporidae'') in the Mosquitoes ''Culex salinarius'' and ''Culex tarsalis'' Coquillett". ''J. Florida Anti-Mosquito Assoc.''. 57 24–27.
* Khattak, M.N.. (1993). "Genetic Relatedness of ''Bordetella'' Species as Determined by Macrorestriction Digests Resolved by Pulsed-Field Gel Electrophoresis". ''Int. J. Syst. Bacteriol.''. 43 (4) 659–64. doi:[https://doi.org/10.1099/00207713-43-4-659 10.1099/00207713-43-4-659].
* Shim, J.. (2007). "Modeling and Simulation of IEF in 2-D Microgeometries". ''[[Electrophoresis (journal)|Electrophoresis]]''. 28 (4) 527–586. doi:[https://doi.org/10.1002/elps.200600402 10.1002/elps.200600402].
* Voet and Voet. (1990). [https://archive.org/details/biochemistry00voet Biochemistry]. John Wiley & Sons.October 2024

==बाहरी कड़ियाँ==

* [http://web.med.unsw.edu.au/phbsoft/mobility_listings.htm आपेक्षिक गतिशीलता की सूची]

[[Category:वैद्युतकणसंचलन| ]]
[[Category:कोलॉइड रसायन विज्ञान]]
[[Category:जैवरासायनिक पृथक्करण प्रक्रियाएं]]
[[Category:इलेक्ट्रोएनालिटिकल विधियां]]
[[Category:उपकरण विश्लेषण]]
[[Category:प्रयोगशाला तकनीक]]

----
''स्रोत:'' अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Electrophoresis” लेख का अनुवाद।
''मूल लेख:'' https://en.wikipedia.org/wiki/Electrophoresis
''यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।''

वैद्युтокणसंचलन - Revision history

Aditya N Dwivedi: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Electrophoresis” लेख का हिंदी अनुवाद