Λίστα των Εφαρμογών Ηλεκτροφόρησης

Ο ρόλος της ηλεκτρικής ενέργειας στις βιολογικές διεργασίες είναι εξίσου σημαντικός με τον ρόλο της στην τεχνολογία και αξιοποιείται στην επιστημονική χρήση με διάφορους λεπτούς και ενδιαφέροντες τρόπους. Μια τεχνική που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιοχημεία είναι η ηλεκτροφόρηση, η χρήση ηλεκτρικού ρεύματος για χειρισμό μορίων πρωτεΐνης για μια σειρά βιοϊατρικών ερευνών, διαγνωστικών και κατασκευαστικών προϊόντων σκοποί.

Τα οργανικά μόρια έχουν συχνά θετικό ή αρνητικό φορτίο, το οποίο τους αναγκάζει να ανταποκρίνονται σε ηλεκτρικό ρεύμα. Μόρια με θετικό φορτίο μεταναστεύουν στον αρνητικό πόλο του πεδίου και μόρια με αρνητικό φορτίο μεταναστεύουν προς το θετικό πόλο. Τα μόρια με μεγαλύτερη φόρτιση τείνουν να κινούνται πιο γρήγορα και να ταξιδεύουν μακρύτερα κατά την εφαρμογή της φόρτισης. Ωστόσο, θα επιβραδυνθούν επίσης από τριβή, η οποία με τη σειρά της επηρεάζεται τόσο από το μέγεθος και το σχήμα του μορίου όσο και από το μέσο που χρησιμοποιείται για τη δοκιμή. Με τον έλεγχο του ηλεκτρικού ρεύματος και της τριβής που παρέχεται από το μέσο δοκιμής, οι ερευνητές μπορούν να δημιουργήσουν συνθήκες που διαχωρίζουν αποτελεσματικά τα βιομόρια, ώστε να μπορούν να απομονωθούν και να μελετηθούν. Επιτρέπει επίσης στους ερευνητές να προσδιορίσουν τις διαφορές μεταξύ των μορίων παρατηρώντας πόσο επηρεάζονται από το ρεύμα. Είναι ένα χρήσιμο εργαλείο με μια σειρά πειραματικών και βιοϊατρικών εφαρμογών, αλλά μερικά είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτα.

Μία κύρια χρήση της ηλεκτροφόρησης είναι ο εντοπισμός και η μελέτη των θραυσμάτων DNA και DNA. Το DNA είναι αξιοσημείωτο για τη συνέπεια του αρνητικού φορτίου του, που σημαίνει ότι το ηλεκτρικό ρεύμα ασκεί περίπου ίση δύναμη σε οποιοδήποτε τμήμα του DNA. Κάτω από αυτήν την πίεση, μεγαλύτερα και μικρότερα θραύσματα DNA αρχίζουν να διαχωρίζονται επειδή επηρεάζονται διαφορετικά από την τριβή από το υπό εξέταση μέσο. Το μέσο, ​​συνήθως μια γέλη αγαρόζης ή μια πηκτή ακρυλαμιδίου "παγώνει" τα διαχωρισμένα τμήματα στη θέση τους όταν αφαιρείται το ρεύμα, το οποίο τους επιτρέπει να εξεταστούν σε υψηλές αναλύσεις. Παράγοντες χρώσης όπως βρωμιούχο αιθίδιο προστίθενται συχνά στο πήκτωμα για να διευκολύνεται η προβολή και η ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Μια άλλη κοινή μορφή ηλεκτροφόρησης είναι η ανοσοηλεκτροφόρηση, η οποία αναλύει την παρουσία και τη συμπεριφορά ορισμένων πρωτεϊνών. Πολλές ιατρικές καταστάσεις, όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας, η νεφρική νόσος και ορισμένοι καρκίνοι έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μη φυσιολογικών πρωτεϊνών μορίων. Αυτά μπορούν να ανιχνευθούν εκτελώντας ηλεκτροφόρηση σε δείγματα ούρων ή αίματος και παρακολουθώντας τυχόν διακύμανση από τις κανονικές ποσότητες και τύπους πρωτεϊνών. Η ανοσοηλεκτροφόρηση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση συγκεκριμένων πρωτεϊνών που ονομάζονται ανοσοσφαιρίνες, οι οποίες δρουν ως αντισώματα. Αυτά είναι μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος του σώματος και προσβάλλουν ξένες πρωτεΐνες, όπως ιούς ή αλλεργιογόνα. Η ανάλυση αυτών των αντισωμάτων μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό νέων θεραπειών για τη θεραπεία αυτών των εισβολέων και επίσης παρέχει πληροφορίες για καταστάσεις όπως αλλεργίες και αυτοάνοσες διαταραχές, οι οποίες μπορεί να προκύψουν από δυσλειτουργία αντισώματα.

Η ηλεκτροφόρηση παίζει έναν αριθμό ρόλων στη δοκιμή των αντιβιοτικών. Ένα από τα πιο συνηθισμένα είναι ο έλεγχος της καθαρότητας ενός αντιβιοτικού. Εφαρμόζοντας ηλεκτροφόρηση σε ένα διάλυμα που περιέχει το αντιβιοτικό με τη μορφή λωρίδας χαρτιού εμποτισμένου με το αντιβιοτικό ή τριχοειδές - ένας πολύ λεπτός σωλήνας - γεμάτος με το διάλυμα, οι ερευνητές μπορούν να κάνουν διάκριση μεταξύ του ίδιου του αντιβιοτικού και οποιουδήποτε ακαθαρσίες. Μπορούν επίσης να προσδιορίσουν πόσο συμπυκνωμένο είναι το αντιβιοτικό, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την εφαρμογή ακριβών δόσεων. Η έρευνα για τα αντιβιοτικά επεκτείνεται στο πεδίο των γενετικών δοκιμών, εντοπίζοντας γονίδια που μπορεί να υποδεικνύουν αντίσταση σε συγκεκριμένα αντιβιοτικά.

Όπως με τα αντιβιοτικά, η ηλεκτροφόρηση είναι χρήσιμη τόσο στη δημιουργία όσο και στην παραγωγή εμβολίων. Ο σκοπός ενός εμβολίου είναι να βοηθήσει το σώμα να δημιουργήσει αντισώματα έναντι ενός δυνητικά επικίνδυνου παθογόνου και η ηλεκτροφόρηση είναι μια χρήσιμη μέθοδος για την ανίχνευση αυτών των αντισωμάτων. Οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνική για να συγκρίνουν την επίδραση ενός εμβολίου ή πολλαπλών εκδόσεων ενός εμβολίου σε μεγάλο αριθμό εξεταζόμενων ατόμων ή άλλων μεταβλητών. Μόλις ένα εμβόλιο είναι σε παραγωγή, η ηλεκτροφόρηση παρέχει επίσης έναν γρήγορο και αποτελεσματικό τρόπο δοκιμής των παρτίδων παραγωγής για συνέπεια και καθαρότητα.