Elektroforesis adalah “teknik pemisahan molekul yang kuat dan murah”, seperti yang dinyatakan oleh Dr. William H. Heidcamp, dalam Manual Laboratorium Biologi Sel. Berbagai alasan ada untuk melakukan elektroforesis termasuk pengikatan molekul non-invasif dan visualisasi pemisahan molekul. Secara keseluruhan, elektroforesis bertujuan untuk memberikan cara yang akurat untuk menganalisis zat, seperti darah dan DNA (asam deoksiribonukleat), yang sulit dipisahkan menggunakan metode konvensional.
Definisi
Elektroforesis adalah teknik empiris yang digunakan dalam pemisahan molekul bermuatan (positif dan negatif) seperti sel dan protein, menurut responsnya dalam arus listrik.
Beberapa faktor yang mempengaruhi elektroforesis, termasuk muatan bersih, massa molekul, buffer dan media elektroforesis seperti kertas atau gel. Dalam elektroforesis, molekul bergerak menuju muatan yang berlawanan; misalnya, protein dengan muatan bersih positif bergerak menuju sisi negatif media elektroforesis. Selanjutnya, molekul dengan massa lebih kecil bergerak lebih cepat atau terpisah lebih cepat daripada molekul dengan massa lebih besar.
Sejarah
Pada tahun 1937, seorang ilmuwan Swedia bernama Arne Tiselius mengembangkan alat untuk mengukur pergerakan molekul protein, yang disebut alat Batas Bergerak. Ini adalah alat berbentuk U yang menggunakan media berair untuk memisahkan molekul protein.
Pada tahun 1940, elektroforesis zona diperkenalkan, yang menggunakan media padat (misalnya, gel) dan memungkinkan pewarnaan untuk resolusi atau visualisasi pemisahan molekul yang lebih baik.
Kemudian pada tahun 1960, elektroforesis kapiler dikembangkan untuk menyediakan teknik elektroforesis yang serbaguna. Jenis elektroforesis ini memungkinkan pemisahan molekul menggunakan media berair dan padat.
Pengikatan Molekul
Elektroforesis, menggunakan media, sengaja berinteraksi dengan molekul dengan cara non-invasif. Misalnya, media gel mengikat molekul protein tanpa mengganggu struktur dan fungsi protein. Setelah mengikat molekul, gerakan atau pemisahan dimulai dengan menerapkan arus listrik. Selain itu, dimungkinkan juga untuk memulihkan molekul yang terikat pada medium setelah elektroforesis.
Pemisahan Resolusi Tinggi
Elektroforesis dirancang untuk memvisualisasikan pemisahan molekul. Ini dicapai dengan berbagai metode, termasuk pewarnaan dan autoradiografi.
Autoradiografi menggunakan film sinar-X untuk memvisualisasikan posisi molekul radioaktif (misalnya, DNA) setelah pemisahan. Jenis visualisasi ini sebanding dengan pengambilan gambar, di mana sinar-x seperti flash kamera dan film sinar-x seperti film yang digunakan dalam mengembangkan foto hitam-putih. Dalam elektroforesis, foto molekul seperti protein dalam darah Anda dikembangkan menggunakan autoradiografi.
Dalam pewarnaan, pewarna seperti coomassie blue dan amido black dicampur dengan molekul, sebelum atau sesudah proses pemisahan. Misalnya, pencampuran protein dengan pewarna coomasie sebelum elektroforesis akan menghasilkan jalur bernoda (titik atau garis kecil) yang menunjukkan pergerakan protein selama pemisahan.
Analisis kuantitatif
Tujuan lain dari elektroforesis adalah untuk memperoleh informasi kuantitatif setelah memvisualisasikan pemisahan molekul. Untuk memperoleh data kuantitatif, misalnya, perangkat lunak analisis gambar (perangkat lunak rendering 2D dan 3D) merekam hasil elektroforesis sebagai sinyal digital. Sinyal-sinyal ini mewakili posisi molekul sebelum dan sesudah elektroforesis dan kemudian digunakan untuk analisis kuantitatif 'in silico' (dengan menggunakan komputer).