الغرض من الرحلان الكهربي

الرحلان الكهربائي هو "تقنية فصل جزيئي قوية وغير مكلفة ،" كما ذكر الدكتور ويليام هـ. Heidcamp ، في دليل مختبر بيولوجيا الخلية. توجد أسباب مختلفة لتنفيذ الرحلان الكهربائي بما في ذلك الارتباط غير الغازي للجزيئات وتصور فصل الجزيء. بشكل عام ، يهدف الرحلان الكهربائي إلى توفير طريقة دقيقة لتحليل المواد ، مثل الدم والحمض النووي (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) ، والتي يصعب فصلها باستخدام الطرق التقليدية.

الرحلان الكهربائي هو تقنية تجريبية تستخدم في فصل الجزيئات المشحونة (الموجبة والسالبة) مثل الخلايا والبروتينات حسب استجابتها للتيار الكهربائي.

تؤثر عدة عوامل على الرحلان الكهربي ، بما في ذلك الشحنة الصافية ، وكتلة الجزيء ، والوسائط العازلة والوسائط الكهربي مثل الورق أو الجل. في الرحلان الكهربائي ، تتحرك الجزيئات نحو الشحنة المعاكسة ؛ على سبيل المثال ، يتحرك البروتين ذو الشحنة الصافية الموجبة نحو الجانب السلبي من الوسط الكهربي. علاوة على ذلك ، فإن الجزيئات ذات الكتلة الأصغر تتحرك بشكل أسرع أو تنفصل بشكل أسرع من الجزيئات ذات الكتلة الأكبر.

في عام 1937 ، طور عالم سويدي يدعى Arne Tiselius جهازًا لقياس حركة جزيئات البروتين ، يُسمى Moving Boundary device. هذا جهاز على شكل حرف U يستخدم وسطًا مائيًا لفصل جزيئات البروتين.

في عام 1940 ، تم إدخال منطقة الرحلان الكهربائي ، والتي تستخدم وسيطًا صلبًا (على سبيل المثال ، هلام) ويسمح بالتلوين للحصول على دقة أفضل أو تصور لفصل الجزيئات.

ثم في عام 1960 ، تم تطوير الرحلان الكهربائي الشعري لتوفير تقنية رحلان كهربي متعددة الاستخدامات. يسمح هذا النوع من الرحلان الكهربائي بفصل الجزيئات باستخدام الوسائط المائية والصلبة.

الرحلان الكهربائي ، باستخدام الوسائط ، يتفاعل عن قصد مع الجزيئات بطريقة غير جراحية. على سبيل المثال ، ترتبط الوسائط الهلامية بجزيئات البروتين دون الإخلال ببنية البروتين ووظيفته. بعد الارتباط بالجزيئات ، تبدأ الحركة أو الانفصال عن طريق تطبيق التيار الكهربائي. علاوة على ذلك ، من الممكن أيضًا استعادة الجزيئات المرتبطة بالوسط بعد الرحلان الكهربي.

تم تصميم الرحلان الكهربائي لتصور فصل الجزيئات. يتم تحقيق ذلك من خلال طرق مختلفة ، بما في ذلك التلوين والتصوير الشعاعي الذاتي.

يستخدم التصوير الشعاعي الذاتي أفلام الأشعة السينية لتصور موضع الجزيئات المشعة (مثل الحمض النووي) بعد الفصل. هذا النوع من التصور مشابه لالتقاط الصور ، حيث تشبه الأشعة السينية فلاش الكاميرا ويكون فيلم الأشعة السينية مثل الفيلم المستخدم في تطوير الصور بالأبيض والأسود. في الرحلان الكهربي ، يتم تطوير صور الجزيئات مثل البروتينات في الدم باستخدام التصوير الشعاعي الذاتي.

في التلطيخ ، يتم خلط الأصباغ مثل coomassie blue و amido black مع الجزيئات ، قبل أو بعد عملية الفصل. على سبيل المثال ، سيؤدي خلط البروتينات مع صبغة coomasie قبل الرحلان الكهربائي إلى إنتاج مسارات ملطخة (نقاط أو خطوط صغيرة) توضح حركة البروتين أثناء الفصل.

الغرض الآخر من الرحلان الكهربائي هو الحصول على معلومات كمية بعد تصور فصل الجزيئات. للحصول على بيانات كمية ، على سبيل المثال ، يسجل برنامج تحليل الصور (برنامج العرض ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد) نتائج الرحلان الكهربائي كإشارات رقمية. تمثل هذه الإشارات موضع الجزيئات قبل وبعد الرحلان الكهربائي ثم تُستخدم للتحليل الكمي "في السيليكو" (باستخدام الكمبيوتر).