مساوئ الهلام الكهربائي

الرحلان الكهربائي للهلام هو تقنية يتم فيها فصل الجزيئات البيولوجية عن بعضها البعض وتحديدها في البحث البيولوجي أو التشخيص الطبي. منذ تطويرها في السبعينيات ، كانت هذه التقنيات لا تقدر بثمن في تحديد الجينات (DNA) ومنتجات الجينات (RNA والبروتين) ذات الأهمية البحثية. في السنوات الأخيرة ، ظهرت تقنيات جديدة تعطي قدرًا أكبر من الخصوصية والتفاصيل حول ما يحدث في الأنظمة الحية. في حين أن هذه التقنيات لم تحل محل تقنيات الرحلان الكهربي ، ويمكن للتلاعب المتقدم أن يوسع من قابلية هذه التقنية للحياة ، فمن المهم إدراك ما يمكن وما لا يمكن أن يفعله الرحلان الكهربائي للهلام.

الرحلان الكهربي خاص بأي نسيج قمت بأخذ عينات منه. على سبيل المثال ، إذا قمت بتشغيل لطخة جنوبية (نوع من الرحلان الكهربائي) على مسحة خد ، فأنت تنظر إلى جينات من الخلايا الظهارية لخدك وليس في أي مكان آخر في جسمك. في بعض الأحيان ، قد يكون هذا مفيدًا ، لكن الباحثين مهتمون في كثير من الأحيان بتأثيرات أكثر انتشارًا.

يمكن لتقنيات مثل التهجين في الموقع (ISH) أن تأخذ جزءًا من الأنسجة وتحلل التعبير الجيني في كل منطقة صغيرة من تلك العينة. وهكذا ، يمكن للباحثين النظر في كل منطقة من الدماغ في عينة مع ISH ، في حين أن تقنيات الرحلان الكهربي يمكنها فقط النظر إلى مناطق قليلة في كل مرة.

يمكن للفصل الكهربائي للهلام أن يفصل بشكل فعال البروتينات المتشابهة بأوزان مختلفة (هذه تقنية تسمى النشاف الغربي). يمكن فصلها بشكل أكثر دقة من خلال تقنية تعرف باسم 2d الكهربائي. هذا شائع في البروتينات.

لسوء الحظ ، جميع القياسات التي تم إجراؤها من هذه التقنية شبه كمية في أحسن الأحوال. من أجل الحصول على الكتلة (الوزن) الدقيقة للبروتينات ، يجب استخدام التحليل الطيفي الشامل بعد تنقية البروتين بواسطة الرحلان الكهربي. علاوة على ذلك ، تعتمد مقارنة الكميات النسبية للجزيئات المختلفة على كثافة النطاق (الظلام) للبقع المختلفة على الجل. هذه الطريقة بها درجة من الخطأ ، وعادة ما يتم تشغيل العينات عدة مرات للحصول على نتائج نظيفة.

الرحلان الكهربائي هو تقنية لعزل الجزيئات الحيوية المختلفة وتحديدها بصريًا. يتم ذلك عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر الهلام لفصل الجزيئات المشحونة ذات الأوزان المختلفة. إذا لم يكن الجزيء الذي تهتم به شائعًا بدرجة كافية ، فسيكون نطاقه غير مرئي تقريبًا ويصعب قياسه.

يمكن تضخيم الحمض النووي والحمض النووي الريبي إلى حد ما قبل تشغيل الرحلان الكهربائي ، ولكن ليس من العملي القيام بذلك بالبروتينات. لذلك ، هناك حاجة إلى عينة كبيرة من الأنسجة لإجراء هذه الاختبارات. هذا يمكن أن يحد من فائدة التقنية ، خاصة في التحليل الطبي. يكاد يكون من المستحيل تشغيل الكهربائي على عينات من خلية واحدة ؛ يتم استخدام قياس التدفق الخلوي والكيمياء المناعية بشكل أكثر شيوعًا لتقييم التعبير عن البروتينات من خلية إلى أخرى. تقنية تسمى PCR ممتازة في قياس الكميات الضئيلة من الحمض النووي الريبي بدقة.

يعتبر الرحلان الكهربائي ممتازًا في فصل وتحديد الجزيئات الحيوية متوسطة إلى كبيرة الحجم. ومع ذلك ، فإن العديد من الجزيئات التي يرغب الباحثون في النظر إليها أصغر ؛ لا يمكن قياس الهرمونات الصغيرة والناقلات العصبية والأيونات عن طريق الرحلان الكهربائي. هذا لسببين: لا تتفاعل بشكل صحيح مع تحضير الرحلان الكهربي (عادة تقنية تسمى SDS PAGE) ، وحتى لو فعلوا ذلك ، فإنهم أصغر من أن ينفصلوا بشكل صحيح وسوف يندفعون إلى أسفل الجل. يتم قياس هذه الجزيئات بدلاً من ذلك بتقنيات مثل RIAAs (المقايسات المناعية الراديوية) و ELISAs (مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم).

يعتبر الرحلان الكهربائي للهلام منخفض الإنتاجية بشكل عام ، مما يعني أنه لا ينتج البيانات بسرعة خاصة. الرحلان الكهربائي على النقيض ، حيث يمكنك النظر إلى حفنة صغيرة من جزيئات الحمض النووي الريبي في وقت واحد ، باستخدام PCR (تفاعل البلمرة المتسلسل) ، والذي يمكنه في الوقت نفسه تقييم آلاف العينات. وبالمثل ، يمكن لقياس التدفق الخلوي أخذ قياسات من آلاف الخلايا الفردية وجعلها معقدة الارتباطات ، بينما ينظر الرحلان الكهربي إلى الخلايا بشكل جماعي ولا يمكنه جعلها دقيقة التمييز. يمثل PCR وقياس التدفق الخلوي عمليات متوازية ومتسلسلة بشكل كبير على التوالي ، وكلاهما يفوق بكثير قدرات الرحلان الكهربائي لتوليد بيانات البحث.