QCM : Électrophorèse capillaire et sur gel (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel phénomène permet à l’électrophorèse de séparer des espèces chargées en solution ?

Leur migration sous l’influence d’un champ électrique
Leur absorption du rayonnement ultraviolet
Leur transformation par réaction avec l’électrolyte
Leur filtration à travers un support poreux

Leur migration sous l’influence d’un champ électrique

Explication

Un champ électrique entraîne la migration des espèces chargées en solution, ce qui permet leur séparation. La filtration, la réaction chimique et l’absorption UV ne constituent pas le principe général de l’électrophorèse.

2. Dans un laboratoire, une méthode dépose les espèces sur un support, tandis qu’une autre les introduit dans un tube capillaire. Comment distinguer ces deux méthodes ?

Réservoir pour l’électrophorèse de zone, capillaire pour l’électrophorèse capillaire
Support pour l’électrophorèse de zone, capillaire pour l’électrophorèse capillaire
Capillaire pour l’électrophorèse de zone, support pour l’électrophorèse capillaire
Support pour l’électrophorèse de zone, système UV pour l’électrophorèse capillaire

Support pour l’électrophorèse de zone, capillaire pour l’électrophorèse capillaire

Explication

L’électrophorèse de zone dépose les espèces sur un support, alors que l’électrophorèse capillaire les introduit dans un capillaire. L’inversion des supports confond les deux méthodes; le réservoir et le détecteur UV ne remplacent pas ces supports.

3. Pour séparer des molécules chargées sur gel, quelle préparation et quelle direction de migration faut-il prévoir ?

Déposer sur une bandelette et migrer vers le pôle de même signe
Déposer dans des puits de gel de polyacrylamide ou d’agarose et migrer vers le pôle de signe opposé
Introduire dans un capillaire et migrer vers le pôle de signe opposé
Déposer dans des puits de gel de polyacrylamide ou d’agarose et migrer vers le pôle de même signe

Déposer dans des puits de gel de polyacrylamide ou d’agarose et migrer vers le pôle de signe opposé

Explication

En électrophorèse sur gel, l’échantillon est placé dans des puits préformés d’un gel de polyacrylamide ou d’agarose, puis les molécules chargées migrent vers le pôle de signe opposé. La bandelette relève de l’électrophorèse de zone, et une migration vers le même signe inverse la direction attendue.

4. Lors d’une séparation sur gel, quel effet supplémentaire du gel améliore la séparation en s’ajoutant aux forces électriques ?

Une filtration exercée par le gel
Une complexation par un réactif révélateur
Une augmentation de la charge des molécules
Une détection dans l’UV ou le visible

Une filtration exercée par le gel

Explication

Le gel exerce un effet de filtration qui se superpose aux forces électriques et améliore ainsi la séparation. La détection optique et la complexation servent à visualiser les molécules, tandis que la charge n’est pas augmentée par ce mécanisme.

5. Une molécule parcourt 3 cm sur un gel, tandis que la molécule étalon en parcourt 6 cm. Quel est le facteur de retardation RfRf de la molécule ?

99
22
0,50{,}5
33

$$0{,}5$$

Explication

Le facteur de retardation est la distance parcourue par la molécule divisée par celle parcourue par l’étalon : Rf=3/6=0,5Rf = 3/6 = 0{,}5. La valeur 22 inverse le rapport, 33 correspond à une soustraction et 99 à une addition.

6. Un capillaire de longueur totale 0,50 m0{,}50\,\text{m} reçoit une différence de potentiel de 15 kV15\,\text{kV}. Quelle est la valeur du champ électrique dans le capillaire ?

7,5 kV m−17{,}5\,\text{kV}\,\text{m}^{-1}
7,5 kV m−17{,}5\,\text{kV}\,\text{m}^{-1} après division par une longueur doublée
30 kV m−130\,\text{kV}\,\text{m}^{-1} après conversion erronée de la longueur
30 kV m−130\,\text{kV}\,\text{m}^{-1}

$$30\,\text{kV}\,\text{m}^{-1}$$

Explication

Le champ est le quotient de la différence de potentiel par la longueur totale : E=15/0,50=30 kV m−1E=15/0{,}50=30\,\text{kV}\,\text{m}^{-1}. Les réponses fondées sur un produit ou sur une longueur non pertinente appliquent une mauvaise opération ou une mauvaise grandeur.

7. Dans un électrolyte immobile soumis à un champ électrique, que désigne la migration électrophorétique d’une molécule chargée ?

L’entraînement d’une molécule neutre par sa charge propre
L’écoulement de l’électrolyte dans le capillaire sous le champ
Le déplacement de la molécule vers l’électrode de même signe
Le déplacement de la molécule vers l’électrode de signe opposé

Le déplacement de la molécule vers l’électrode de signe opposé

Explication

La migration électrophorétique est le déplacement propre d’une molécule chargée dans un électrolyte immobile, vers l’électrode de signe opposé. L’écoulement de l’électrolyte relève du flux électro-osmotique, et l’électrode de même signe n’est pas la direction décrite.

8. Une molécule présente une vitesse électrophorétique de 3,0×10−4 m s−13{,}0\times10^{-4}\,\text{m}\,\text{s}^{-1} dans un champ de 1,5×104 V m−11{,}5\times10^{4}\,\text{V}\,\text{m}^{-1}. Quelle est sa mobilité électrophorétique ?

2,0×10−8 m2 V−1 s−12{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
4,5×100 m2 V−1 s−14{,}5\times10^{0}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
2,0×10−7 m2 V−1 s−12{,}0\times10^{-7}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
5,0×107 m2 V−1 s−15{,}0\times10^{7}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}

$$2{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}$$

Explication

La mobilité est μe=ve/E\mu_e=v_e/E, donc μe=(3,0×10−4)/(1,5×104)=2,0×10−8 m2 V−1 s−1\mu_e=(3{,}0\times10^{-4})/(1{,}5\times10^4)=2{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}. Le produit vitesse-champ et le rapport inversé ne correspondent pas à la définition.

9. Dans un capillaire en silice, le pH de l’électrolyte est porté à 3. Quel effet les groupements silanols de la paroi exercent-ils alors ?

Ils sont déprotonés et forment une couche anionique fixe attirant les cations
Ils sont déprotonés et forment une couche cationique fixe attirant les anions
Ils se dissolvent et produisent des anions libres dans l’électrolyte
Ils restent protonés et forment une couche neutre qui repousse les cations

Ils sont déprotonés et forment une couche anionique fixe attirant les cations

Explication

À un pH supérieur à 2, les silanols sont déprotonés et constituent une couche anionique fixe qui attire les cations de l’électrolyte. Une couche neutre ou cationique attribue aux groupements une charge incompatible avec cette règle.

10. Dans un capillaire, une espèce parcourt la distance jusqu’au détecteur à une vitesse apparente de 4,0×10−4 m s−14{,}0\times10^{-4}\,\text{m}\,\text{s}^{-1} sous un champ de 2,0×104 V m−12{,}0\times10^{4}\,\text{V}\,\text{m}^{-1}. Quelle est sa mobilité apparente ?

5,0×107 m2 V−1 s−15{,}0\times10^{7}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
2,0×10−7 m2 V−1 s−12{,}0\times10^{-7}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
8,0×100 m2 V−1 s−18{,}0\times10^{0}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
2,0×10−8 m2 V−1 s−12{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}

$$2{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}$$

Explication

La mobilité apparente vaut μapp=vapp/E\mu_{app}=v_{app}/E, soit (4,0×10−4)/(2,0×104)=2,0×10−8 m2 V−1 s−1(4{,}0\times10^{-4})/(2{,}0\times10^4)=2{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}. Le produit et le rapport inversé appliquent une opération incorrecte.

11. Pour un composé, la mobilité apparente mesurée est 6,5×10−8 m2 V−1 s−16{,}5\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1} et la mobilité électro-osmotique vaut 2,0×10−8 m2 V−1 s−12{,}0\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}. Quelle est sa mobilité électrophorétique ?

4,5×10−8 m2 V−1 s−14{,}5\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
8,5×10−8 m2 V−1 s−18{,}5\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
5,5×10−8 m2 V−1 s−15{,}5\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}
−4,5×10−8 m2 V−1 s−1-4{,}5\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}

$$4{,}5\times10^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}$$

Explication

La mobilité électrophorétique se calcule par μe=μapp−μos\mu_e=\mu_{app}-\mu_{os}, donc 6,5−2,0=4,56{,}5-2{,}0=4{,}5 en unités de 10−8 m2 V−1 s−110^{-8}\,\text{m}^2\,\text{V}^{-1}\,\text{s}^{-1}. L’addition conserve à tort la contribution électro-osmotique, tandis que l’ordre inverse change le signe.

12. Deux composés ont des temps de migration similaires, mais des mobilités électrophorétiques calculées différentes. Quel paramètre faut-il utiliser pour les identifier ?

La mobilité électrophorétique calculée
La mobilité électro-osmotique du système
La mobilité apparente totale
Le temps de migration mesuré

La mobilité électrophorétique calculée

Explication

L’identification repose sur la mobilité électrophorétique calculée, et non sur le seul temps de migration. Le temps seul ne constitue pas le paramètre d’identification, tandis que la mobilité apparente inclut aussi l’effet électro-osmotique.

13. Pourquoi la chromatographie électrocinétique micellaire peut-elle séparer deux molécules neutres qui migreraient à la même vitesse en électrophorèse capillaire seule ?

Elle exploite leurs charges propres et leurs mobilités électrophorétiques distinctes.
Elle exploite leur entraînement par le flux électro-osmotique à des vitesses distinctes.
Elle exploite leur hydrophobicité et leur partage entre l’eau et les micelles chargées.
Elle exploite leurs tailles et leurs différences de mobilité dans le capillaire.

Elle exploite leur hydrophobicité et leur partage entre l’eau et les micelles chargées.

Explication

Les molécules neutres n’ont pas de mobilité électrophorétique propre permettant de les distinguer, mais la CEM les sépare selon leur hydrophobicité et leur partage avec les micelles. L’option sur les charges propres confond neutralité et charge, celle sur le flux attribue aux molécules des vitesses distinctes, et celle sur la taille substitue un autre critère de séparation.

14. Pour former des micelles dans l’eau, une préparation contient du SDS à 7 mM et du CTAB à 1,2 mM. Quel ajustement permet de dépasser la CMC pour les deux tensioactifs ?

Porter le SDS au-dessus d’environ 8 mM et maintenir le CTAB au-dessus d’environ 1 mM.
Porter les deux tensioactifs au-dessus d’environ 8 mM.
Porter le SDS au-dessus d’environ 1 mM et le CTAB au-dessus d’environ 8 mM.
Ramener le SDS sous environ 8 mM et le CTAB sous environ 1 mM.

Porter le SDS au-dessus d’environ 8 mM et maintenir le CTAB au-dessus d’environ 1 mM.

Explication

La formation des micelles exige une concentration supérieure à la CMC, d’environ 8 mM pour le SDS et 1 mM pour le CTAB dans l’eau. Inverser les CMC attribue les seuils au mauvais tensioactif, passer sous ces seuils ne permet pas de les dépasser, et imposer 8 mM au CTAB ne correspond pas à sa CMC indiquée.

15. Dans une séparation par CEM utilisant des micelles de SDS à pH 6, quelle direction de déplacement est attendue pour les micelles ?

Vers l’anode, car leur migration électrophorétique l’emporte sur le flux électro-osmotique.
Vers l’anode, car leur charge négative les entraîne dans cette direction avec le flux électro-osmotique.
Vers la cathode, car le flux électro-osmotique l’emporte sur leur migration vers l’anode.
Sans déplacement net, car les deux migrations se compensent à ce pH.

Vers la cathode, car le flux électro-osmotique l’emporte sur leur migration vers l’anode.

Explication

Au-dessus de pH 5, le flux électro-osmotique vers la cathode est assez puissant pour entraîner les micelles de SDS malgré leur migration électrophorétique vers l’anode. L’option vers l’anode néglige ce flux, l’absence de déplacement suppose une compensation qui n’a pas lieu, et l’autre option confond la charge négative avec la direction du transport résultant.

16. Dans une séparation par CEM, deux analytes neutres se partagent entre l’eau et les micelles ; l’un est plus hydrophobe que l’autre. Lequel migre le plus lentement ?

L’analyte plus hydrophile, car il séjourne davantage dans les micelles.
L’analyte plus hydrophobe, car il séjourne davantage dans les micelles.
L’analyte plus hydrophobe, car il séjourne davantage dans la phase aqueuse.
L’analyte plus hydrophile, car sa mobilité électrophorétique est plus faible.

L’analyte plus hydrophobe, car il séjourne davantage dans les micelles.

Explication

Un composé plus hydrophobe passe davantage de temps dans les micelles, ce qui ralentit sa migration. L’option qui ralentit l’analyte hydrophile inverse cette relation, celle qui le place davantage dans l’eau inverse son partage, et celle fondée sur une mobilité électrophorétique propre attribue une mobilité distincte à des analytes neutres.

17. Pour introduire un échantillon par injection hydrostatique, quelle manipulation faut-il effectuer ?

Provoquer l’aspiration à l’extrémité plongée et placer l’autre extrémité dans l’échantillon.
Plonger une extrémité dans l’échantillon et provoquer une aspiration à l’autre extrémité.
Appliquer une tension aux électrodes pour faire migrer l’échantillon dans le capillaire.
Plonger une extrémité dans l’échantillon et pressuriser obligatoirement le pilulier.

Plonger une extrémité dans l’échantillon et provoquer une aspiration à l’autre extrémité.

Explication

L’injection hydrostatique consiste à plonger une extrémité du capillaire dans l’échantillon, puis à provoquer une aspiration à l’autre extrémité ; une légère pressurisation du pilulier peut renforcer l’aspiration. L’application d’une tension confond cette méthode avec l’injection électrocinétique, l’inversion des extrémités modifie le dispositif décrit, et la pressurisation n’est pas obligatoire.

18. Dans un capillaire donné, la pression différentielle et les autres paramètres restant constants, que devient le débit aspiré si le diamètre intérieur est doublé ?

Il est multiplié par 2, car il est proportionnel au diamètre.
Il est multiplié par 8, car il est proportionnel au cube du diamètre.
Il est multiplié par 16, car il est proportionnel à la quatrième puissance du diamètre.
Il est multiplié par 4, car il est proportionnel au carré du diamètre.

Il est multiplié par 16, car il est proportionnel à la quatrième puissance du diamètre.

Explication

La relation du débit contient le diamètre intérieur à la puissance quatre ; doubler celui-ci multiplie donc le débit par 24=162^4 = 16. Les facteurs 2, 4 et 8 correspondent respectivement à des dépendances linéaire, quadratique et cubique, plutôt qu’à la puissance quatre.

19. Un laboratoire remplace une plaque de gel par un capillaire de silice pour séparer des molécules chargées. Quelle comparaison des supports et des mécanismes est correcte ?

Le capillaire de silice combine migration électrophorétique et flux osmotique ; le gel d’agarose repose sur la migration électrophorétique.
Le capillaire de silice et le gel d’agarose reposent tous deux sur la migration électrophorétique, sans flux osmotique.
Le capillaire de silice utilise un gel d’agarose et combine les deux mécanismes ; la plaque utilise la silice.
Le capillaire de silice combine les deux mécanismes ; le gel d’agarose ajoute aussi un flux osmotique à la migration.

Le capillaire de silice combine migration électrophorétique et flux osmotique ; le gel d’agarose repose sur la migration électrophorétique.

Explication

Le capillaire de silice associe migration électrophorétique et flux osmotique, tandis que la plaque en gel d’agarose repose sur la migration électrophorétique. L’agarose attribué au capillaire confond les supports, l’absence de flux omet un mécanisme capillaire et le flux attribué à la plaque inverse la distinction.

20. Dans une comparaison des directions de migration, on observe un cation et un anion en électrophorèse capillaire, puis sur plaque. Vers quelle électrode chacun migre-t-il dans les deux dispositifs ?

En capillaire, les deux vont vers la cathode ; sur plaque, le cation va vers l’anode et l’anion vers la cathode.
En capillaire, les deux vont vers l’anode ; sur plaque, le cation va vers la cathode et l’anion vers l’anode.
En capillaire, les deux vont vers la cathode ; sur plaque, le cation va vers la cathode et l’anion vers l’anode.
En capillaire, le cation va vers la cathode et l’anion vers l’anode ; sur plaque, ils suivent ces mêmes directions.

En capillaire, les deux vont vers la cathode ; sur plaque, le cation va vers la cathode et l’anion vers l’anode.

Explication

En capillaire, le flux électro-osmotique entraîne cations et anions vers la cathode ; sur plaque, les cations vont vers la cathode et les anions vers l’anode. Envoyer l’anion de plaque vers la cathode transpose le flux capillaire, inverser les directions sur plaque méconnaît l’effet de la charge, et diriger les anions capillaires vers l’anode néglige le flux électro-osmotique.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 54 flashcards sur Électrophorèse capillaire et sur gel.

Que sépare l’électrophorèse et par quel mécanisme ?

Elle sépare des espèces chargées en solution par leur migration sous l’influence d’un champ électrique.

Où les espèces sont-elles déposées en électrophorèse de zone ?

Sur un support.

Où les espèces sont-elles introduites en électrophorèse capillaire ?

Dans un capillaire.

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