Elektroforeesityypit

Elektroforeesi on tapa erottaa biologiset molekyylit sähkökentässä perustuen siihen, että eri molekyyleihin liittyy erilaiset luonnolliset sähkövarat. Tämä saa aineen eri komponentit liikkumaan eri nopeuksilla sähkökentän vaikutuksesta. Kuvittele, että lokerossa on kokoelma pieniä paloja erilaisia ​​metalleja, ja aseta magneetti lokeron toiseen päähän. Eri metallipalat (vastaavat "molekyylejä") houkuttelisivat magneettiin eri määrin niiden spesifisten varausten perusteella. Tätä tapahtuu olennaisesti elektroforeesissa, paitsi että molekyylejä ei eroteta aluksi.

Erilaisia ​​elektroforeesityyppejä on nykyään käytännössä.

Syy sille, miksi elektroforeesi toimii, kuuluu yhdelle elektromagnetismin fysiikan perusyhtälöistä: voima on yhtä suuri kuin sähkövaraus ja kentän voimakkuus tuossa pisteessä. Tämä on muoto:

F = qE

Missä F = voima, q = sähkövaraus ja E = sähkökentän voimakkuus.

Tämä yhtälö merkitsee sitä, että mitä suurempi on hiukkasen varaus, sitä voimakkaampi voima syntyy tietyn sähkökentän vaikutuksesta. Tämä tarkoittaa, että kaksi saman massan hiukkasia, mutta erilaiset varaukset liikkuvat eri nopeuksilla kentän läpi. Lisäksi minkä tahansa varatun molekyylin liikkumisnopeus riippuu sen varauksen ja massan suhteesta. Nämä ominaisuudet ja suhteet yhdessä antavat tutkijoille mahdollisuuden erottaa kriittisten biomolekyylien komponentit, kuten nukleiinihapot, pienempiin komponentteihinsa.

Kolme päätyyppistä geelielektroforeesia on käytössä. Tärkkelysgeelielektroforeesi, jossa käytetään perunatärkkelysrakeita, on jäänne. Agaroosigeelielektroforeesissa väliaineena käytetään puhdistettua, suuren molekyylipainon omaavaa polysakkaridia; tätä käytetään yleisesti suurille DNA-molekyyleille. Polyakryyliamidigeelielektroforeesi on yleisin tyyppi, koska se on erittäin stabiili ja toimii laajalla molekyylipitoisuuksien alueella.

Jonkinlainen geelielektroforeesi on edullinen useimmissa kokeellisissa tilanteissa. Muita yleisiä modaliteetteja ovat suuriresoluutioinen elektroforeesi, kapillaarielektroforeesi, isoelektrinen fokusointi, immunokemiallinen elektroforeesi, kaksiulotteinen elektroforeesi ja pulssikenttä elektroforeesi.

Elektroforeesin instrumentoinnilla on yhtä suuri ero kuin käytetyllä erityisellä väliaineella. Vanhoina aikoina rajaelektroforeesi oli standardi. Tässä kokeellisessa järjestelyssä mitataan siirtyvien molekyylien koko rajan liikkumisnopeus. Nykyään vyöhyke-elektroforeesi on yleisempää, kun molekyylit siirtyvät pienille paperialueille eri alueille tai vyöhykkeille. Tämä on kohdennetumpi lähestymistapa kuin rajaelektroforeesi. Lopuksi, paperielektroforeesia käytetään joskus pienille molekyyleille.