Formålet med elektroforese

Elektroforese er en "stærk og billig molekylær separationsteknik", som anført af Dr. William H. Heidcamp, i Cell Biology Laboratory Manual. Der findes forskellige grunde til at udføre elektroforese, herunder ikke-invasiv binding til molekyler og visualisering af molekyleseparation. Samlet set har elektroforese til formål at give en nøjagtig måde at analysere stoffer såsom dit blod og DNA (deoxyribonukleinsyre), som er vanskelige at adskille ved hjælp af konventionelle metoder.

Elektroforese er en empirisk teknik, der anvendes til adskillelse af ladede molekyler (positive og negative) såsom celler og proteiner i henhold til deres reaktion i elektrisk strøm.

Flere faktorer påvirker elektroforese, herunder nettoladning, molekylmasse, buffer og elektroforetiske medier som papir eller gel. I elektroforese bevæger molekyler sig mod den modsatte ladning; for eksempel bevæger et protein med en positiv nettoladning sig mod den negative side af det elektroforetiske medium. Desuden bevæger molekyler med mindre masse sig hurtigere eller adskilles hurtigere end molekyler med større masse.

I 1937 udviklede en svensk videnskabsmand ved navn Arne Tiselius et apparat til måling af bevægelse af proteinmolekyler, kaldet Moving Boundary-apparater. Dette er et U-formet apparat, der bruger et vandigt medium til at adskille proteinmolekyler.

I 1940 blev der indført zoneelektroforese, som bruger et fast medium (fx gel) og giver mulighed for farvning for bedre opløsning eller visualisering af adskillelsen af ​​molekyler.

Derefter i 1960 blev kapillærelektroforese udviklet til at give en alsidig elektroforeseteknik. Denne type elektroforese muliggør adskillelse af molekyler ved anvendelse af vandige og faste medier.

Elektroforese, der bruger medier, interagerer med vilje med molekyler på en ikke-invasiv måde. For eksempel binder gelmedier til proteinmolekyler uden at forstyrre proteinets struktur og funktion. Efter binding til molekyler initieres bevægelse eller adskillelse ved at anvende elektrisk strøm. Desuden er det også muligt at genvinde de molekyler, der er bundet til mediet efter elektroforese.

Elektroforese er designet til at visualisere adskillelsen af ​​molekyler. Dette opnås ved forskellige metoder, herunder farvning og autoradiografi.

Autoradiografi bruger røntgenfilm til at visualisere placeringen af ​​radioaktive molekyler (fx DNA) efter adskillelse. Denne type visualisering kan sammenlignes med at tage billeder, hvor røntgen er som en kamerablitz, og røntgenfilmen er som den film, der bruges til at udvikle sort / hvid-fotos. I elektroforese udvikles fotos af molekyler såsom proteiner i dit blod ved hjælp af autoradiografi.

Ved farvning blandes farvestoffer såsom coomassieblåt og amidosort med molekyler før eller efter separationsprocessen. For eksempel vil blanding af proteiner med coomasie-farvestof før elektroforese give farvede stier (små prikker eller linjer), der viser bevægelsen af ​​protein under adskillelse.

Et andet formål med elektroforese er at opnå kvantitativ information efter visualisering af separationen af ​​molekyler. For at opnå kvantitative data registrerer f.eks. Billedanalysesoftware (2D- og 3D-gengivelsessoftware) resultaterne af elektroforese som digitale signaler. Disse signaler repræsenterer molekylernes position før og efter elektroforese og bruges derefter til kvantitativ analyse 'in silico' (ved brug af en computer).