Lo scopo dell'elettroforesi

L'elettroforesi è una "tecnica di separazione molecolare potente e poco costosa", come affermato dal Dr. William H. Heidcamp, nel Manuale del Laboratorio di Biologia Cellulare. Esistono vari motivi per eseguire l'elettroforesi, incluso il legame non invasivo alle molecole e la visualizzazione della separazione delle molecole. Nel complesso, l'elettroforesi mira a fornire un modo accurato per analizzare le sostanze, come il sangue e il DNA (acido desossiribonucleico), che sono difficili da separare con i metodi convenzionali.

L'elettroforesi è una tecnica empirica utilizzata nella separazione di molecole cariche (positive e negative) come cellule e proteine, in base alla loro risposta in corrente elettrica.

Diversi fattori influenzano l'elettroforesi, tra cui la carica netta, la massa della molecola, il tampone e i mezzi elettroforetici come carta o gel. Nell'elettroforesi, le molecole si muovono verso la carica opposta; per esempio, una proteina con una carica netta positiva si sposta verso il lato negativo del mezzo elettroforetico. Inoltre, le molecole con massa minore si muovono o si separano più velocemente delle molecole con massa maggiore.

Nel 1937, uno scienziato svedese di nome Arne Tiselius sviluppò un apparato per misurare il movimento delle molecole proteiche, chiamato apparato Moving Boundary. Questo è un apparato a forma di U che utilizza un mezzo acquoso per separare le molecole proteiche.

Nel 1940 è stata introdotta l'elettroforesi a zona, che utilizza un mezzo solido (ad esempio gel) e consente la colorazione per una migliore risoluzione o visualizzazione della separazione delle molecole.

Quindi, nel 1960, l'elettroforesi capillare è stata sviluppata per fornire una tecnica di elettroforesi versatile. Questo tipo di elettroforesi consente la separazione delle molecole utilizzando mezzi acquosi e solidi.

L'elettroforesi, utilizzando medium, interagisce volutamente con le molecole in modo non invasivo. Ad esempio, i terreni in gel si legano alle molecole proteiche senza interrompere la struttura e la funzione della proteina. Dopo il legame con le molecole, viene avviato il movimento o la separazione mediante l'applicazione di corrente elettrica. Inoltre, è anche possibile recuperare le molecole legate al mezzo dopo l'elettroforesi.

L'elettroforesi è progettata per visualizzare la separazione delle molecole. Ciò si ottiene con vari metodi, tra cui la colorazione e l'autoradiografia.

L'autoradiografia utilizza pellicole a raggi X per visualizzare la posizione delle molecole radioattive (ad es. DNA) dopo la separazione. Questo tipo di visualizzazione è paragonabile a scattare foto, in cui la radiografia è come un flash della fotocamera e la pellicola a raggi X è come la pellicola utilizzata per sviluppare foto in bianco e nero. Nell'elettroforesi, le foto di molecole come le proteine ​​nel sangue vengono sviluppate utilizzando l'autoradiografia.

Nella colorazione, i coloranti come il blu coomassie e il nero amido vengono miscelati con le molecole, prima o dopo il processo di separazione. Ad esempio, la miscelazione di proteine ​​con colorante coomasie prima dell'elettroforesi produrrà percorsi macchiati (piccoli punti o linee) che mostrano il movimento della proteina durante la separazione.

Un altro scopo dell'elettroforesi è ottenere informazioni quantitative dopo aver visualizzato la separazione delle molecole. Per ottenere dati quantitativi, ad esempio, il software di analisi delle immagini (software di rendering 2D e 3D) registra i risultati dell'elettroforesi come segnali digitali. Questi segnali rappresentano la posizione delle molecole prima e dopo l'elettroforesi e vengono quindi utilizzati per l'analisi quantitativa "in silico" (con l'uso di un computer).