أحد أهم المعامل المتواجدة في معامل العلوم الطبية -الجامعة اليمنية الأردنية، يحوي أهم الأجهزة والتقنيات الحديثة لخدمة الطلاب والباحثينفي المجال التعليمي والبحثي والتطبيقي
وتختص في التدريب للطلاب والباحثين وعمل الفحوصات اللازمة لتحليل وتعريف ووصف وفصل المركبات المكتشفة أو المجهولة سواء المنتجة بصورة طبيعية أو المحضرة كيميائية (معمليا) باستخدام الأجهزة الحديثة
تجهيزات معمل التحليل الآلي
جهاز الفصل السائل اللوني عالي الكفائه
High Performance Liquid Chromatography
أحد الأجهزة الهامة التعليمية والبحثية المتواجدة في معامل الجامعة اليمنية الأردنية،
جهاز الـ HPLC الآن هو أحد أهم الطرق المستخدمة في الكيمياء التحليلية له القدرة على فصل وتمييز وعد المركبات الموجودة في أي عينة فهو جهاز يعتمد على الفصل الفيزيائي للمادة الفعالة عن طريق طورين أحدهما ثابت والأخر متحرك , ويمثل ذلك بظهور قمة حيث تحسب المساحة داخلها وتقارن بمساحة القمة للمحلول القياسي معلوم التركيز ويساوي تركيز العينة المراد حساب تركيزها.
تعتبر تقنيةالكروماتوجرافيا أهم تقنية في تقنيات الفصل الكيميائي بين المواد، وأكثرها شيوعًا في مختلف الصناعات ومجالات البحث المختلفة. تتمايز أنواعها فمنها الوسط المتحرك (mobile phase)، والوسط الثابت (stationary phase).
ما هو الـ HPLC؟
تتعدد أنواع الكروماتوغرافي-كما ذكر سابقًا- حسب تعدد أنواع الوسط المتحرك والوسط الثابت، فمثلًا ضَيْفنا في هذا المقال (High-performance liquid chromatography) يعتمد على وسط متحرك سائل في عمله، لذا سمي بهذا الاسم. طُوِّر هذا الجهاز في أواخر الستينيات والسبعينيات ولاقى رواجًا كتقنية فصل، لكل من تحليل وفصل المواد في العديد من المجالات.. تتزايد تطبيقات هذا الجهاز بنجاح يومًا بعد يوم، فتمت إضافة تحليل الأحماض النووية والكربوهيدرات، وتحليل عدمية التناظر (chiral analysis) التي سُميت بهذا الإسم للتمييز بينها وبين كروماتوغرافيا العمود البسيطة (column chromatography).
مما يتكون جهاز الـ HPLC؟
يتكون الجهاز من 8 مكونات رئيسية:
1. وعاء الوسط المتحرك – (mobile phase reservoir): هو دورق (flask)، أو مجرد وعاء تجاري بشرط أن يكون نقيًا نظيفاً مفرغًا من الهواء والغازات؛ حتى لا يتسبب في خطأ في التحليل. كما يجب تنقيته من الشوائب عند إعداد الوسط المتحرك؛ لمنع تعطل الجهاز والخطأ في التحاليل.
2. نظام توصيل المذيب – (solvent delivery system): هو مضخة لضمان السريان الحر للوسط المتحرك بشكل مستمر ودقيق وبنبضٍ ثابت. هناك نوعان يستخدمان في HPLC: مضخة حقنية ذات مسمار (screw-driven syringe type)، وهي بالرغم من امتيازها بسهولة التحكم في معدل السريان إلا أنها غير مناسبة لتغيير المذيب. تتكون المضخة المزدوجة الترددية ذات المكابس (Reciprocating piston) من غرفة أسطوانية تُملأ وتُفرغ بواسطة الحركة الأمامية والخلفية للمكابس، وتشمل مزايا هذه التقنية حجمها الداخلي الصغير الذي يراوح بين 35 إلى 40 ميكرولتر، مع ضغط خارجي كبير يصل إلى 10000 رطل لكل بوصة مربعة (psi). من استخدامات الجهاز المهمة، الفصل المتدرج (gradient elution) بمعدلات سريان ثابتة حيث لا تتأثر- بشكل ملحوظ- بأي من؛ الضغط العكسي للعمود (column back-pressure) ولا لزوجة المذيب.
3. نظام إدخال العينة: يمكن أن يكون آلي أو يدوي ويستخدم صمامات، عند فتحها يمكن ملأ تجويف العينة (loop sample) بحجم من 10 إلى 50 ميكرولتر. وعند غلق الصمامات تذهب العينة إلى مجرى الوسط المتحرك ذي الضغط العالي حيث يُرسل إلى العمود حيث يتم تحليلها. يجب أن تكون العينة في حالة سائلة وتُذاب في محلول إذا كانت في حالة صلبة، حيث يكون المذيب منسجمًا مع الوسط المتحرك والثابت، وتُحقن العينة بكمية تتراوح من 1لـ100 ميكرولتر.
4. العمود: هو قلب الجهاز، حيث تحدث عملية الفصل. عادةً ما يكون مصنوعًا من الفولاذ غير قابل للصدأ ومضاد للتآكل وينقسم إلى نوعين: ١- الأعمدة التحليلية: هي النوع الأساسي وتوجد في جميع الأجهزة ويترواح طولها من 5 إلى 25 سم وبقطر داخلي من 3 مم إلى 5 مم محشو بمادة الوسط الثابت وهي جزيئات بحجم 5 ميكرومتر.. وفي الثمانينات، تطورت سرعة الفصل بسبب تقليل القطر وزيادة الطول. ٢- الأعمدة الأولية (precolumns)، وتنقسم إلى نوعين. الأول، العمود النابش للفضلات (scavenger column) ويقع بين منطقة حقن العينة ووعاء الوسط المتحرك ويقوم بتحسين جودة الوسط المتحرك، والثاني، العمود الحارس (Guard column) ويقع بين العمود التحليلي ومنطقة حقن العينة ويقوم بإزالة الشوائب من المذيب. كما ينقسم حشو العمود المُستخدَم في هذا الجهاز إلى نوعين: حزم مُغلَفة (pellicular) وهي بوليمرات على هيئة خرزات كروية وغير مسامية يتراوح قطرها من30 إلى 40 مم، مُغلَفة بطبقة رقيقة مسامية من السيليكا أو الألومينا أو الراتنج القادر على التبادل الأيوني (Ion-exchange resin)، والذي يستخدم الآن لفصل البروتينات والجزيئات الحيوية كبيرة الحجم، والنوع الآخر من الحشو هو الحشو المسامي، وعادة يحتوي على جزيئات صغيرة يترواح قطرها بين 3ل10مم وتتكون من السيليكا أو الألومينا أوالراتنج القادر على التبادل الأيوني والسيليكا تُعتبَر أكثر المواد المُستخدَمة شيوعًا في حشو العمود وأحيانًا تُحاط بطبقة عضوية رقيقة ترتبط بالسطح الداخلي للعمود كيميائيًا أو فيزيائيًا).
5. الكاشف (detector): وظيفته مراقبة المواد المُذابة المراد استخلاصها عند خروجها من العمود؛ فهو يبعث إشارات كهربية تتناسب مع مستوى خاصية معينة لدى مادة الوسط المتحرك أو للمادة المُستخرَجة. وهناك الكثير من الأنواع:
· كاشف الأشعة البنفسجية (U.V. absorbance detectors)
· الكاشف الفلوريسيني (fluoresce detectors)
· الكواشف الكهروكيميائية (electrochemical detectors)
· كواشف التوصيلية (conductivity detectors)
· كواشف معامل الانكسار (refractive index detectors)
· مطياف الكتلة (mass spectrometer)
6. الأنابيب الرابطة: هي مصنوعة من مادة خاملة لا تتفاعل مع مادة الوسط المتحرك والمذيبات، وتكون في العادة مصنوعة من الحديد غير قابل للصدأ أو من البلاستيك الخامل.
7. جهاز حاسوب أو مسجل: يستخدَم كجهاز مُجمِع للبيانات؛ حيث يكون متصلًا بالكاشف فيلتقط الإشارات الإلكترونية الآتية منه ثم يقوم بتحليلها وإخراجها في شكل رسوم بيانية تسمى كروماتوغرام (chromatogram).
8. وعاء الفضلات.
ما هي أنواع الجهاز؟
1. الكروماتوغرافيا التجزيئية – (partition chromatography):
من أكثر الأنواع استخدامًا ويتكون الوسط الثابت من سائل غير قابل للذوبان في سائل الوسط المتحرك، ويتفرع هذا النوع إلى فرعين. الأول «҅liquid-liquid partition chromatography»، حيث تُثبت جزيئات الوسط الثابت فيه على سطح مواد الحشو بالامتزاز. الثاني «liquid-bonded-phase chromatography» حيث يتشكل الوسط الثابت فيه من أنواع عضوية ترتبط كيميائيًا بسطح مواد الحشو.
2. كروماتوغرافيا الامتزاز – (adsorption chromatography):
هو الطراز القديم للكروماتوغرافيا السائلة، ويتضمن الكثير من التقنيات والمبادئ التي تُطبق على النوع التجزيئي (حيث يعتمد على الامتزاز في عملية الفصل أيضًا) تُطبق أيضًا على هذا النوع، أما الوسط الثابت فهو من السيليكا أو الألومينا فقط.
3. كروماتوغرافيا الأيونات – (Ion chromatography):
يتميز هذا النوع بأن الوسط الثابت فيه عبارة عن راتنج مُبادِل للأيونات، سواء الأنيونات أو الكاتيونات. يوجد في العمود ويُستخدم لفصل الأنواع المشحونة، وتتم عملية الكشف عبر القياسات التوصيلية.
4. كروماتوغرافيا الأحجام – (size-exclusion Chromatography):
كروماتوغرافيا الأحجام أو كروماتوغرافيا الجل،. تنطبق على الأنواع ذات الحجم الجزيئي الكبير، ومواد الحشو تحتوي على جزيئات صغيرة من السيلكا أو البوليمر التي تحتوي على شبكة من الثقوب؛ حيث تستطيع جزيئات المُذيب والمُذاب الإنتشار.
5. كروماتوغرافيا الانجذاب – (affinity chromatography):
يُستخدَم في هذا النوع كاشف (reagent) يسمى ربيطة الانجذاب (affinity ligand). ويكون مرتبطًا بشكل تساهمي بدُعامة صلبة. الربيطة، هي- عادة، أجسام أو مثبطات إنزيمات أو أي مواد تستطيع الارتباط بشكل انتقائي بالجزيئات المُراد تحليلها من العينة حين مرورها، حيث تستطيع هذه الجزيئات الانجذاب أو الارتباط بربيطات الانجذاب ويتم احتجازها في العمود.
6. كروماتوغرافيا عديمة التناظر – (chiral chromatography):
يعتبر هذا النوع من أكبر التطورات في تقنية الكروماتوغرافيا؛ حيث تمكن هذه التقنية من فصل المواد حسب التناظر المرآتي (chirality). هنا، عامل الفصل قد يكون مادة مضافة إلى الوسط المتحرك أو العامل نفسه وهو الوسط الثابت. يبقى الشرط المهم أن يكون له نفس الخصائص التناظرية لإحدى الأشكال، ليتمكن من فصلها.
جهاز الكروماتوجرافيا الغازية GS-FID
Gas Chromatography
أحد الأجهزة الهامة المتواجدة في معامل التحليل الألي -الجامعة اليمنية الأردنية
ما هي كروماتوجرافيا الغاز؟
جاءت تسمية هذا النوع من الكروماتوجرافي بالغازي لِكوْن الوسَط المتحرك الذي يعمل على نقل مواد العينة غازيًا، لذا فهناك غازٌ يعمل على تحريك مواد العينة خلال أنبوب، ويتم فصْل كل مُكوِّن من مكونات العينة أثناء حركتها في الغاز.
كيفية عملها:
كما ذكرنا من قبل، فإنه بشكل عام يكون لدينا وَسَطان في الكروماتوجرافي: الأول هو الوسط المتحرك الذي يعمل على نقل مُكونات العينة معه أثناء حركته، والثاني هو الوسط الثابت الذي لا يتغير مكانه مع الوقت ويعمل في الغالب على تثبيط حركة مكونات العينة.
في كروماتوجرافيا الغاز وكما يظهر من اسمها يكون الوسط المتحرك هو الغاز، كما تَكون العينة أيضًا على شكل غاز،أو يتم تحويلها إلى غاز لكي يستطيع الجهاز التعامل معها. أما الوسط الثابت فيكون سائلًا أو صلبًا.
في بداية الأمر يتم حَقْن العينة المطلوبة داخل الجهاز، ويتم تسخينها لكي تتحول إلى غاز ليستطيع الجهاز التعامل معها. بعد ذلك يقوم الجهاز بضخّ غاز خامل (يُستخدم غاز خامل حتى لا يتفاعل مع مكونات العينة) لكي يقوم بتحريك مكونات العينة من مكانها خلال العمود (أنبوب طويل ذو قُطْر صغير) حتى تصل إلى المكشاف الذي يتعرف على المادة التي تصل إليه ويرسل البيانات إلى الحاسب الآلي.
وفي نهاية الأمر.. يُخرج لنا الحاسب الآلي البيانات على شكل رسم بياني، نقوم بتحليله لمعرفة المواد التي تُكوِّن العينة.
فعلى اليسار يوجد أنبوب الغازالذي يضخ الغاز في الأنبوب لكي يقوم بعمله كوسط متحرك.بعد ذلك يظهر الحاقن الذي توضع بداخله العينة ليتم حقنها داخل الجهاز لتصل إلى الأنبوب الحلزوني الواضح في الصورة. يكون هذا الأنبوب داخل فرن يعمل على تسخين الغازات لكي لا تتكثف مرة أخرى، وفي نهاية هذا الفرن يخرج جزءٌ من الأنبوب إلى الكاشف الذي يَستدل على المواد التي تصل اليه.
مكونات الجهاز وكيفية عمل كل جزء:
إدخال العينة:
في البداية يتم وضع العينة في المكان المخصص لها، ثمّ تُسخّن، فتبدأ مكوناتها بالتطاير لتكون غازًا. بعد ذلك يتم إدخال العينةإلى المجرى الذي به الغاز الناقل ليتم نقلها عبر الجهاز. ويُمكن تجاوز مرحلة تسخين العينة إذا كانت مكوناتها سريعة التكسُّر في درجات الحرارة العالية، فعندئذٍ تُحقن في مجرى الغاز الناقل مباشرة.
الغاز الناقل:
يأتي الغازالذي يقوم بدور الوسط المتحرك معبّأً في اسطوانات، ويتم وصْل هذه الاسطوانات بالجهاز لحقْن الغاز إلى داخل الجهاز. ويُمرَّر هذا الغاز على فلاتر ليتم تنقيته والتأكد من نقائه تمامًا وعدم وجود أي شوائب يمكنها التفاعل مع مواد العينة بصورة أو بأخرى.
ويختلف ضغط الغاز المطلوب حسب العينة التي يتم تحليلها، ونوع التطبيق الذي نستخدم فيه الكروماتوجرافي. لذا يتم التحكم في ضغط الغاز دائمًا وتغييره حسب الاحتياج. كما يختلف أيضا نوع الغاز المستخدم تبعًا لنوع العينة المراد تحليلها، حيث يمكن استخدام الهيدروجين أو النيتروجين أو الهيليوم. ويُشترط ألّا يكون الغاز قادرًا على التفاعل مع مواد العينة لكي لا يغير من خصائصها.
العمود:
الآن نأتي إلى طريقة الفصْل، وفيها نفصل المادة الى المكوّنات الاساسية والفرعية المكوّنة لها. وفكرتها بسيطة تمامًا، فكما ذكرنا في مقال سابق تكون الفكرة الأساسية في عملية الفصل هي اختلاف قدرة كل مادة من مواد العينة على التفاعل مع الوسط الثابت(Stationary phase)، حيث تختلف فترة الارتباط بين المادة والوسط الثابت حسب خصائص المادة. هنا يأتي دور العمود الذي يحتوي على الوسط الثابت،حيث يكون الوسط الثابت هنا إمّا سائلًا أو صلبًا. كما يختلف نوع العمود المستخدم على حسب التطبيق أيضًا، حيث تختلف المواد التي تُكوّن العمود من الداخل،كما يختلف طول وقُطر العمود،فيُمكن استخدام عمود عبارة عن أنبوبة شعرية طويلة أو يكون العمود ذا قُطرٍ أكبر ويحتوي على بعض المواد بالداخل.
الفرن الكهربائي:
الآن يجب أن نتسائل عن دور الفرن، الذي يُمثّل أحد أهم الأجزاء في الجهاز.
يقوم الفرن بالتحكم في درجة حرارة العمود حتى لا تتحوّل مواد العينة إلى سائل مرة أخرى داخل العمود. أيضًا يتم استخدام الفرن في حالة اختلاف درجة الغليان بين كل مادة من مواد العينة،حيث يتم رفع درجة حرارة الفرن تدريجيًا بطريقة ملائمة للعينة المستخدمة.
المكشاف:
والآن بعد أن وصلت العينة التي تم حقنها إلى نهاية الطريق، كيف سنتعرّف عليها أو على كميتها؟أو كيف سنعرف أن هناك مُركّبًا ما قد وصل إلى نهاية العمود؟
في الحقيقة يوجد العديد من الطرق التي يتم استخدامها للكشف عن مواد العينة. يُسمَّى الجهاز الذي يقوم بالكشف عن وصول مادة ما إلى نهاية المطاف بالمكشاف، ويوجد منه العديد من الأنواعالتي لكلٍّ منها طريقة عملٍ مختلفة عن الأخرى. حيث يختلف المكشاف المستخدم حسب التطبيق، ونوع المعلومات التي نريدها،وما إذا كنا نريد القيام بتحليل كمي أو كيفي. يعتمد كل نوع على بعض الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد، حيث يقوم بالكشف عن المادة عندما تظهر الخاصية المميِّزة لها، ثم يقوم بتكبير الإشارة وتحويلها إلى إشارة كهربائية يتم إرسالها إلى الحاسب الآلي.
ومن أنواع المكشاف:
Flame Ionization (FID)
Electron Capture (ECD)
Flame Photometric (FPD)
Nitrogen Phosphorous (NPD)
Thermal Conductivity (TCD)
Mass Spectrometer (MS)
تسجيل البيانات:
عند الكشف عن وجود مُركّب ما يتم إرسال الإشارة من المكشاف إلى جهاز الحاسب الالي الذي يقوم بدوره بترجمة المعلومات التي تصل إليه إلى رسم بياني يسمَّى بـ (الكروماتوجرام-(chromatogram الذي نستطيع تحليله ومعرفة نوع المُركّبات منه بسهولة.
تاريخ كروماتوجرافيا الغاز:
أول من بدأ باستخدام الغاز كوسط متحرك في الكروماتوجرافي هما العالِمان مارتنArcher J.Martin))وسينج(RichardL. M. Synge) في عام 1941 م ، حيث بدأ العالمان بالتنبّه إلى أن (الوسط المتحرك(mobile phase- لا يجب أن يكون سائلًا دائمًا، وإنما يُمكِن أن يكون غازًا أيضًا. هذان العالِمان كانا أول من استخدم كروماتوجرافيا الغاز كتقنية للتحليل. حيث تم تمريرغاز على عينة متطايرة، وبعد ذلك تمريرُه في عمود به (جِل) يحتوي على سائل غير متطاير. وقد وُجد أن طريقة الفصل هذه أسرع في الوقت وأكثر كفاءةً من طُرُق الفصل المعروفة في ذلك الوقت.
في البداية لم يكن هناك اهتمامٌ كبير بهذه الطريقة، ولكن قام العالم مارتن بالعمل أكثر على هذه الطريقة مع مُساعده وقام بتطوير أول جهاز يعمل بهذه الطريقة.
استخدامات كروماتوجرافيا الغاز:
يدخل هذا النوع من الكروماتوجرافي في العديد من التطبيقات التي سوف نذكر منها القليل هنا:
أولًا يتم استخدامه بالتأكيد لخدمة العلم، حيث يستخدمه الباحثون لتحليل المواد والتعرف على مُكوناتها، لقدرته الكبيرة على التعرف على المواد ودقة النتائج التي يعطيها الجهاز. أيضًا يمكِن استخدام كروماتوجرافيا الغاز في مجال الأدوية لتحليل الأدوية و المواد التي تتبقى من مُخلّفات صناعة الدواء والتأكد من جودة الدواء المُنتَج. كما يُستخدم في مجال الغذاء لتحليل الأطعمة،ويُستخدم في صناعة البتروكيماويات، وفي مختلف الصناعات الكيميائية، وفي التطبيقات البيئية لتحديد مستوى التلوث في البيئة.
جهاز قياس الطيف المرئي فوق البنفسجي
UV-Vis-Spectrophotometer
جهاز قياس الطيف المرئي فوق البنفسجي UV-Vis-Spectrophotometer
أحد الأجهزة الهامة المتواجدة في معمل التحليل الآلي -الجامعة اليمنية الأردنية
يستخدم مقياس الطيف الضوئي للانبعاثات لتحليل القواعد المعدنية المختلفة مثل المعادن القاعدية Fe و Co و Ni و Ti و Cu و Al و Pb و Mg و Zn. و أيضاً فإن التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء يعتبر الطريقة الأكثر فعالية لقياس الطيف. وجهاز التحليل بالطيف يكون بتكلفة معقولة وتسمح هذه للعلماء والباحثين بإجراء تجارب بكميات كبيرة.
يستخدم هذا النوع من الطيف من قبل العديد من المنظمات الزراعية والصيدلانية. بصرف النظر عن كونها فعالة من حيث التكلفة ، طريقة اللطيف اللوني موثوقة للغاية ودائمة ويمكن أن تستوعب عدة عينات. قياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء لا يتعلق فقط بتغطية التحليل الكيميائي. بل و يساعد حتى في عملية معرفة التركيز للمواد والجزيئات. كما أنه يسهل الكيميائيين لتحقيق تفاعلات كيميائي بسهولة وتنتج نتائج دقيقة وكذا لدراسات المكونات الصيدلانية الفعالة للأدوية.
وبالتالي ، يساهم مقياس الطيف الضوئي في توفير أدوات أساسية في مختلف مؤسسات البحث والتطوير والمختبرات الصناعية أو الطبية. هذه الطريقة موثوق بها للغاية ودائمة واقتصادية وتشمل التحليل ، الحركية ، مسح الطيف ومكوناته المتعددة ، حتى أنه يمكن إجراء كل اختبارات الحيوية لوظائف جسم الانسان الحيوية بكفاءة.
جهاز الترحيل الكهربائي
Gel Electrophoresis
أحد الأجهزة الهامة المتواجدة في معمل التحليل الآلي -الجامعة اليمنية الأردنية، هذا الجهاز يستخدم الهلام الكهربائي لفصل الجزيئات الكبيرة مثل الحمض النووي ، الحمض النووي (DNA & RNA) والبروتينات. يتم فصل قطع الحمض النووي وفقا لحجمها.
الترحيل الكهربائي في الجل (Gel Electrophoresis)
هي تقنيه آساسيه مستخدمه بكثره في مختبرات الكيمياء الحيويه (biochemistry labs)
(Molecular biology labs) ومختبرات الأحياء الجزيئيه
حيث أن الكثير من العمليات التي تتم داخل المختبرات تعتمد عليها كخطوه من أحد خطواتها
والهدف من هذه التقنيه هي فصل وتحليل الجزيآت او القطع المشحونه كهربائيا (مثل ، الماده الوراثيه
(DNA) ، البروتينات ، RNA ,وغيرها من المواد التي تحتوي على شحنات)
حيث توضع الماده المراد فصلها داخل قالب يحتوي على جل مكون من ماده الأجاروز او الاكريلاميد او غيرها (تختلف حسب المادة المراد فصلها و كعدل متلها الجزيئية)، بحيث يوجد في الجل مسامات تسمح للمواد بالمرور من خلالها ، ويمرر مجال كهربائي ثابت على طرفي القالب ، حيث يكون أحد طرفي القالب موجب الشحنه والطرف الآخر سالب الشحنه (متصلين بمصدر كهرباء بطاريه مثلا) ، وبالتالي تتحرك الجزيآت أو القطع الموجوده داخل القالب, و المحتويه على شحنات سالبه من الطرف السالب باتجاه الطرف الموجب ، بينما تتحرك الجزيآت أو القطع ذات الشحنات الموجبه بالإتجاه المعاكس أي من الطرف الموجب إلى الطرف السالب ،
و تتحرك الجزيآت المشحونه بسرعات ومسافات متباينه ، بحيث تزداد السرعه والمسافه المقطوعه بزياده مقدار الشحنه ، وانخفاض الكتله للجزيئ آو القطعه، وبالتالي عند وضع الماده المراد فصلها داخل بيئه المرحل الكهربائي, وتمرير المجال الكهربائي سوف تتحرك الجزيآت أو القطع, و في نهايه العمليه سوف ينتج حزم من الماده المراد فصلها على مسافات مختلفه ، حيث آن هذه الحزم تكون منفصله على أساس مقدار
الشحنه و الكتله ، وبالتالي يتم فصل العينه حسب الهدف المرغوب
ومن الأمور المهمه بعد إتمام عمليه الترحيل الكهربائي ، إضافه صبغات تتناسب مع الماده التي تم فصلها ، على سبيل المثال : يتم اضافه صبغه الاثيديوم بروميد إلى حزم الماده الوراثيه ، وبالتالي يمكن معاينتها باستخدام ضوء الUV
، وهناك صبغات أخرى تستخدم مع البروتينات أو غيرها من المواد التي يتم فصلها بالعاده في المختبر
ويجدر الاشاره بوجود أنواع من المرحل الكهربائي مثل ثنائي الآبعاد ، وهناك النوع الذي يعتمد على مستوى ال PH
وغيرها