A gélelektroforézis olyan technika, amelyben a biológiai molekulákat elválasztják egymástól és azonosítják a biológiai kutatás vagy az orvosi diagnosztika során. Az 1970-es évekbeli fejlődésük óta ezek a technikák felbecsülhetetlen értékűek a kutatási szempontból érdekes gének (DNS) és géntermékek (RNS és fehérje) azonosításában. Az elmúlt években újabb technikák jelentek meg, amelyek nagyobb konkrétumot és részletességet adnak az élő rendszerekben zajló eseményekről. Noha ezek nem helyettesítették az elektroforézistechnikákat, és a fejlett manipulációk bővíthetik a technika életképességét, fontos felismerni, mit tehet és mit nem a gélelektroforézis.
Az elektroforézis korlátozott mintaelemzéssel rendelkezik
Az elektroforézis minden olyan szövetre jellemző, amelyről mintát vett. Például, ha egy Southern-blotot (egyfajta elektroforézist) futtat egy arctörlőn, akkor az arca hámsejtjeiből származó géneket nézi, és sehol máshol a testében. Időnként ez előnyös lehet, de a kutatókat gyakran érdeklik a szélesebb körű hatások.
Az olyan technikák, mint az in situ hibridizáció (ISH), felvehetnek egy szöveti részt és elemezhetik a génexpressziót a minta minden kis területén. Így a kutatók megnézhetik a minta minden agyi területét ISH-val, míg az elektroforézis technikái egyszerre csak néhány területet vizsgálhatnak meg.
Az elektroforézis mérései nem pontosak
A gélelektroforézissel hatékonyan lehet különválasztani a különböző, különböző súlyú fehérjéket (ezt a technikát Western blot-nak hívják). Pontosabban el tudja különíteni őket a 2d elektroforézis néven ismert technikán keresztül; ez gyakori a proteomikában.
Sajnos az ezzel a technikával végzett összes mérés legjobb esetben félkvantitatív. A fehérjék pontos tömegének (tömegének) megszerzéséhez tömegspektroszkópiát kell alkalmazni, miután a fehérjét elektroforézissel megtisztították. Ezenkívül a különböző molekulák relatív mennyiségének összehasonlítása a gél különböző foltjainak sávsűrűségére (sötétségére) támaszkodik. Ennek a módszernek bizonyos mértékű hibája van, és a mintákat általában többször futtatják a tiszta eredmények elérése érdekében.
Jelentős kezdő minta szükséges
Az elektroforézis a különböző biomolekulák izolálásának és vizuális azonosításának technikája. Ez úgy történik, hogy elektromos áramot vezetünk át a gélen a különféle súlyú töltött molekulák elválasztására. Ha az érdeklődő molekula nem elég gyakori, akkor a sávja gyakorlatilag láthatatlan és nehezen mérhető.
A DNS és az RNS némileg amplifikálható az elektroforézis futtatása előtt, de ezt nem célszerű fehérjékkel megtenni. Ezért nagy szövetmintára van szükség ezen vizsgálatok lefuttatásához. Ez korlátozhatja a technika hasznosságát, különösen az orvosi elemzés során. Gyakorlatilag lehetetlen egyetlen cellából származó mintákon elektroforézist futtatni; áramlási citometriát és immunhisztokémiát használnak gyakrabban a fehérjék sejtenkénti expressziójának értékelésére. A PCR nevű technika kiválóan alkalmas apró RNS mennyiségek pontos mérésére.
Csak bizonyos molekulák jeleníthetők meg
Az elektroforézis kiválóan alkalmas a közepes és nagy méretű biomolekulák szétválasztására és azonosítására. Számos molekula azonban, amelyet a kutatók meg akarnak nézni, kisebbek; a kis hormonok, a neurotranszmitterek és az ionok nem mérhetők elektroforézissel. Ennek két oka van: nem reagálnak megfelelően az elektroforézis készítménnyel (általában technika nevezik SDS PAGE-nak), és még akkor is, ha mégis megtennék, túl kicsiek ahhoz, hogy megfelelően elkülönüljenek, és kirohannák az alját a gélt. Ezeket a molekulákat ehelyett olyan technikákkal mérjük, mint a RIAA-k (rádióimmun-tesztek) és az ELISA-k (enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálat).
Az elektroforézis alacsony áteresztőképességű
A gélelektroforézis általában alacsony áteresztőképességű, vagyis nem hoz létre különösebben gyorsan adatokat. Kontrasztos elektroforézis, ahol egyszerre egy kis maroknyi RNS-molekulát tekinthet meg, PCR-rel (polimeráz láncreakció), amely egyszerre képes több ezer minta értékelésére. Hasonlóképpen, az áramlási citometriával különféle sejtek ezrei végezhetnek méréseket és bonyolulttá válhatnak összefüggések, míg az elektroforézis tömegesen vizsgálja a sejteket, és nem képes ilyen finomra diszkriminációk. A PCR és az áramlási citometria tömegesen párhuzamos, illetve soros folyamatokat képvisel, és mindkettő messze felülmúlja az elektroforézis képességét a kutatási adatok előállítására.