Elektroforese er en måde at adskille biologiske molekyler i et elektrisk felt baseret på det faktum, at forskellige molekyler har forskellige naturlige elektriske ladninger forbundet med dem. Dette får de forskellige komponenter i et stof til at bevæge sig med forskellige hastigheder under påvirkning af et elektrisk felt. Forestil dig at have en samling små stykker forskellige metaller på en bakke og placere en magnet i den ene ende af bakken. De forskellige metalstykker (svarende til "molekylerne") ville blive tiltrukket af magneten i forskellige grader baseret på deres specifikke ladninger. Dette er i det væsentlige hvad der sker i elektroforese, bortset fra at molekylerne ikke oprindeligt er adskilt.
Forskellige typer elektroforese er i praksis i dag.
Princippet om elektroforese
Grunden til, at elektroforese virker, skyldes en af de grundlæggende ligninger i elektromagnetismens fysik: kraft er lig med elektrisk ladning gange feltets styrke på det tidspunkt. Dette antager formen:
F = qE
Hvor F = kraft, q = elektrisk opladning og E = elektrisk feltstyrke.
Denne ligning indebærer, at jo højere ladningen på en partikel er, desto stærkere er kraften, der skyldes anvendelsen af et givet elektrisk felt. Dette betyder, at to partikler med samme masse, men forskellige ladninger, bevæger sig med forskellige hastigheder gennem marken. Derudover afhænger hastigheden, hvormed et ladet molekyle bevæger sig, af dets forhold mellem ladning og masse. Tilsammen gør disse egenskaber og forhold det muligt for forskere at adskille komponenterne i kritiske biomolekyler, såsom nukleinsyrer, i deres mindre komponenter.
Gelelektroforese
Tre hovedtyper af gelelektroforese er i brug. Stivelsesgelelektroforese, der bruger kartoffelstivelsesgranulat, er noget af et levn. I agarosegelelektroforese anvendes et oprenset polysaccharid med stor molekylvægt som medium; dette bruges almindeligvis til store DNA-molekyler. Polyacrylamidgelelektroforese er den mest almindelige type, fordi den er ekstremt stabil og fungerer over en lang række molekylkoncentrationer.
Mindre almindeligt anvendte typer elektroforese
Gelelektroforese af en eller anden art foretrækkes i de fleste eksperimentelle situationer. Andre almindelige modaliteter inkluderer højopløsningselektroforese, kapillærelektroforese, isoelektrisk fokusering, immunokemisk elektroforese, to-dimensionel elektroforese og pulserende felt elektroforese.
Typer af elektroforeseopsætninger
Instrumenteringen af elektroforese gør så meget af en forskel som det anvendte specifikke medium. I gamle dage var grænseelektroforese standarden. I denne eksperimentelle opsætning måles bevægelseshastigheden for hele grænsen for de migrerende molekyler. I dag er zoneelektroforese mere almindelig, hvor molekyler migrerer til forskellige områder eller zoner på et lille papirområde. Dette er en mere målrettet tilgang end grænseelektroforese. Endelig bruges papirelektroforese undertiden til små molekyler.
