Списък на приложенията на електрофорезата

Ролята на електричеството в биологичните процеси е също толкова важна, колкото и ролята му в технологиите и е използвана за научна употреба по редица фини и интересни начини. Една техника, която се използва широко в биохимията, е електрофорезата, използването на електрически ток за манипулиране на протеинови молекули за редица биомедицински изследвания, диагностика и производство цели.

Органичните молекули често имат положителен или отрицателен заряд, което ги кара да реагират на електрически ток. Молекулите с положителен заряд мигрират към отрицателния полюс на полето, а молекулите с отрицателен заряд мигрират към положителния полюс. Молекулите с по-голям заряд са склонни да се движат по-бързо и да пътуват по-далеч, докато се прилага зарядът. Те обаче ще се забавят и от триенето, което от своя страна се влияе както от размера и формата на молекулата, така и от средата, използвана за теста. Чрез контролиране на електрическия ток и триенето, осигурени от тестовата среда, изследователите могат да създадат условия, които ефективно разделят биомолекулите, за да могат да бъдат изолирани и изучени. Той също така позволява на изследователите да идентифицират разликите между молекулите, като наблюдават доколко те са повлияни от тока. Това е полезен инструмент с редица експериментални и биомедицински приложения, но някои са особено забележителни.

Едно от водещите приложения на електрофорезата е идентифицирането и изследването на ДНК и ДНК фрагменти. ДНК се отличава с консистенцията на своя отрицателен заряд, което означава, че електрическият ток прилага приблизително еднаква сила към всяка част от ДНК. Под това налягане по-големите и по-малки фрагменти от ДНК започват да се отделят, защото ще бъдат повлияни по различен начин от триенето от изпитваната среда. Средата, обикновено агарозен гел или акриламиден гел, "замразява" отделените сегменти на място при отстраняване на тока, което им позволява да бъдат изследвани при високи разделителни способности. Оцветяващи агенти като етидиев бромид често се добавят към гела, за да улеснят виждането и интерпретирането на резултатите.

Друга често срещана форма на електрофореза е имуноелектрофорезата, която анализира присъствието и поведението на определени протеини. Много медицински състояния, включително множествена склероза, бъбречни заболявания и някои видове рак водят до създаването на анормални протеинови молекули. Те могат да бъдат открити чрез извършване на електрофореза върху проби от урина или кръв и наблюдение за отклонение от нормалните количества и видове протеини. Имуноелектрофорезата може да се използва и за откриване на специфични протеини, наречени имуноглобулини, които действат като антитела. Те са част от имунната система на организма и атакуват чужди протеини, като вируси или алергени. Анализът на тези антитела може да помогне за идентифициране на нови терапии за лечение на тези нашественици, а също така предлага вникване в състояния като алергии и автоимунни нарушения, които могат да бъдат резултат от неправилно функциониране антитела.

Електрофорезата играе редица роли при тестването на антибиотици. Един от най-често срещаните е тестването на чистотата на антибиотик. Чрез прилагане на електрофореза към разтвор, съдържащ антибиотика под формата на хартиена лента, импрегнирана с антибиотика или капилярна - много тънка епруветка - пълна с разтвора, изследователите могат да правят разлика между самия антибиотик и всеки примеси. Те могат също така да определят колко концентриран е антибиотикът, което е от решаващо значение за прилагането на точни дози. Изследванията на антибиотиците обхващат сферата на генетичните тестове, като идентифицират гени, които могат да показват резистентност към специфични антибиотици.

Както при антибиотиците, електрофорезата е полезна както при създаването, така и при производството на ваксини. Целта на ваксината е да помогне на организма да генерира антитела към потенциално опасен патоген, а електрофорезата е полезен метод за откриване на тези антитела. Изследователите могат да използват техниката, за да сравнят ефекта на ваксина или множество версии на ваксина при голям брой тестови субекти или други променливи. След като ваксината е в производство, електрофорезата също така осигурява бърз и ефективен начин за тестване на производствените партиди за консистенция и чистота.