Liste der Anwendungen der Elektrophorese

Die Rolle der Elektrizität in biologischen Prozessen ist ebenso wichtig wie ihre Rolle in der Technologie, und sie wird auf eine Reihe von subtilen und interessanten Wegen für die wissenschaftliche Nutzung nutzbar gemacht. Eine in der Biochemie weit verbreitete Technik ist die Elektrophorese, die Verwendung von elektrischem Strom um Proteinmoleküle für eine Reihe biomedizinischer Forschung, Diagnostik und Herstellung zu manipulieren Zwecke.

Organische Moleküle haben oft eine positive oder negative Ladung, wodurch sie auf elektrischen Strom reagieren. Moleküle mit positiver Ladung wandern zum negativen Pol des Feldes und Moleküle mit negativer Ladung wandern zum positiven Pol. Moleküle mit einer höheren Ladung neigen dazu, sich schneller zu bewegen und weiter zu reisen, während die Ladung aufgebracht wird. Sie werden jedoch auch durch Reibung verlangsamt, die wiederum sowohl von der Größe und Form des Moleküls als auch vom für den Test verwendeten Medium beeinflusst wird. Durch die Kontrolle des elektrischen Stroms und der Reibung des Testmediums können Forscher Bedingungen schaffen, die Biomoleküle effizient trennen, damit sie isoliert und untersucht werden können. Es ermöglicht Forschern auch, die Unterschiede zwischen Molekülen zu identifizieren, indem sie beobachten, wie stark sie vom Strom beeinflusst werden. Es ist ein nützliches Werkzeug mit einer Reihe von experimentellen und biomedizinischen Anwendungen, aber einige sind besonders bemerkenswert.

Eine führende Anwendung der Elektrophorese ist die Identifizierung und Untersuchung von DNA und DNA-Fragmenten. DNA zeichnet sich durch die Beständigkeit ihrer negativen Ladung aus, was bedeutet, dass der elektrische Strom auf jeden Teil der DNA ungefähr die gleiche Kraft ausübt. Unter diesem Druck beginnen sich größere und kleinere DNA-Fragmente zu trennen, da sie unterschiedlich durch Reibung vom Testmedium beeinflusst werden. Das Medium, in der Regel ein Agarosegel oder ein Acrylamidgel, "friert" die abgetrennten Segmente beim Entfernen des Stroms an Ort und Stelle ein und ermöglicht so eine hochauflösende Untersuchung. Dem Gel werden häufig Färbemittel wie Ethidiumbromid zugesetzt, um die Ergebnisse leichter zu sehen und zu interpretieren.

Eine weitere gängige Form der Elektrophorese ist die Immunelektrophorese, die das Vorhandensein und das Verhalten bestimmter Proteine ​​analysiert. Viele Erkrankungen, darunter Multiple Sklerose, Nierenerkrankungen und einige Krebsarten, führen zur Bildung abnormaler Proteinmoleküle. Diese können nachgewiesen werden, indem eine Elektrophorese an Urin- oder Blutproben durchgeführt und auf Abweichungen von den normalen Mengen und Arten von Proteinen beobachtet wird. Die Immunelektrophorese kann auch verwendet werden, um spezifische Proteine, sogenannte Immunglobuline, die als Antikörper fungieren, nachzuweisen. Diese sind Teil des körpereigenen Immunsystems und greifen fremde Proteine ​​wie Viren oder Allergene an. Die Analyse dieser Antikörper kann helfen, neue Therapien zur Behandlung dieser Eindringlinge zu identifizieren und bietet auch also Einblick in Erkrankungen wie Allergien und Autoimmunerkrankungen, die durch Fehlfunktionen entstehen können Antikörper.

Die Elektrophorese spielt beim Testen von Antibiotika eine Reihe von Rollen. Eine der häufigsten ist die Prüfung der Reinheit eines Antibiotikums. Durch Elektrophorese auf eine das Antibiotikum enthaltende Lösung in Form eines mit dem Antibiotikum imprägnierten Papierstreifens oder a Kapillare – ein sehr dünnes Röhrchen – mit der Lösung gefüllt, können Forscher zwischen dem Antibiotikum selbst und jedem unterscheiden Verunreinigungen. Sie können auch die Konzentration des Antibiotikums bestimmen, was für die genaue Dosierung entscheidend ist. Die Antibiotikaforschung erstreckt sich bis in den Bereich der Gentests und identifiziert Gene, die auf eine Resistenz gegen bestimmte Antibiotika hinweisen könnten.

Wie bei Antibiotika ist die Elektrophorese sowohl bei der Herstellung als auch bei der Herstellung von Impfstoffen nützlich. Der Zweck eines Impfstoffs besteht darin, dem Körper zu helfen, Antikörper gegen einen potenziell gefährlichen Krankheitserreger zu bilden, und die Elektrophorese ist eine nützliche Methode zum Nachweis dieser Antikörper. Forscher können die Technik verwenden, um die Wirkung eines Impfstoffs oder mehrerer Versionen eines Impfstoffs bei einer großen Anzahl von Testpersonen oder anderen Variablen zu vergleichen. Sobald ein Impfstoff in Produktion ist, bietet die Elektrophorese auch eine schnelle und effektive Möglichkeit, Produktionschargen auf Konsistenz und Reinheit zu testen.