Elektroforeza je način odvajanja bioloških molekula u električnom polju zasnovan na činjenici da različite molekule imaju različite prirodne električne naboje povezane s njima. To uzrokuje da se različite komponente tvari kreću različitim brzinama pod utjecajem električnog polja. Zamislite da imate zbirku malih komadića različitih metala na pladnju i na jedan kraj ladice stavite magnet. Različite dijelove metala (jednakovrijedne "molekulama") privlačili bi magnet u različitim stupnjevima na temelju njihovih specifičnih naboja. To se u biti događa u elektroforezi, osim što molekule u početku nisu odvojene.
Danas su u praksi razne vrste elektroforeze.
Načelo elektroforeze
Razlog rada elektroforeze duguje se jednoj od temeljnih jednadžbi u fizici elektromagnetizma: sila je jednaka električnom naboju pomnoženoj s jakošću polja u toj točki. Ovo poprima oblik:
F = qE
Gdje F = sila, q = električni naboj i E = jakost električnog polja.
Ova jednadžba implicira da je što je naboj na čestici veći, to je jača sila koja proizlazi iz primjene određenog električnog polja. To znači da će se dvije čestice iste mase, ali različitih naboja, kretati po različitim brzinama kroz polje. Uz to, brzina kojom se kreće bilo koja nabijena molekula ovisi o njezinu omjeru naboja i mase. Zajedno, ta svojstva i odnosi omogućuju znanstvenicima da odvoje komponente kritičnih biomolekula, poput nukleinskih kiselina, na njihove manje komponente.
Elektroforeza u gelu
U uporabi su tri glavne vrste gel elektroforeze. Elektroforeza u škrobnom gelu, koja koristi granule škrobnog krumpira, nešto je poput relikvije. U elektroforezi u agaroznom gelu kao medij koristi se pročišćeni polisaharid velike molekulske mase; ovo se obično koristi za velike molekule DNA. Elektroforeza u poliakrilamidnom gelu najčešći je tip jer je izuzetno stabilna i djeluje u velikom rasponu koncentracija molekula.
Rjeđe korištene vrste elektroforeze
Neka vrsta elektroforeze u gelu poželjna je u većini eksperimentalnih situacija. Ostali uobičajeni modaliteti uključuju elektroforezu visoke rezolucije, kapilarnu elektroforezu, izoelektričnu fokusiranje, imunokemijska elektroforeza, dvodimenzionalna elektroforeza i pulsno polje elektroforeza.
Vrste postavljanja elektroforeze
Instrumentacija elektroforeze čini razliku koliko i specifični korišteni medij. U stara vremena granična elektroforeza bila je standard. U ovom eksperimentalnom postavu mjeri se brzina kretanja cijele granice molekula koje migriraju. Danas je zonska elektroforeza češća, molekule migriraju u različita područja ili zone na malom predjelu papira. Ovo je ciljaniji pristup od granične elektroforeze. Napokon, elektroforeza od papira ponekad se koristi za male molekule.