Elenco delle applicazioni dell'elettroforesi

Il ruolo dell'elettricità nei processi biologici è importante tanto quanto il suo ruolo nella tecnologia, ed è sfruttato per l'uso scientifico in una serie di modi sottili e interessanti. Una tecnica ampiamente utilizzata in biochimica è l'elettroforesi, l'uso di una corrente elettrica manipolare molecole proteiche per una serie di ricerche biomediche, diagnostiche e produttive and scopi.

Le molecole organiche hanno spesso una carica positiva o negativa, che le fa rispondere a una corrente elettrica. Le molecole con carica positiva migrano verso il polo negativo del campo e le molecole con carica negativa migrano verso il polo positivo. Le molecole con una carica maggiore tendono a muoversi più rapidamente e a viaggiare più lontano mentre viene applicata la carica. Tuttavia, saranno anche rallentati dall'attrito, che a sua volta è influenzato sia dalle dimensioni e dalla forma della molecola sia dal mezzo utilizzato per il test. Controllando la corrente elettrica e l'attrito forniti dal mezzo di prova, i ricercatori possono creare condizioni che separano le biomolecole in modo efficiente, in modo che possano essere isolate e studiate. Consente inoltre ai ricercatori di identificare le differenze tra le molecole osservando quanto sono influenzate dalla corrente. È uno strumento utile con una gamma di applicazioni sperimentali e biomediche, ma alcune sono particolarmente degne di nota.

Uno dei principali usi dell'elettroforesi è l'identificazione e lo studio del DNA e dei frammenti di DNA. Il DNA è notevole per la consistenza della sua carica negativa, il che significa che la corrente elettrica applica una forza approssimativamente uguale a qualsiasi porzione di DNA. Sotto quella pressione, frammenti di DNA più grandi e più piccoli iniziano a separarsi perché saranno influenzati in modo diverso dall'attrito dal mezzo di prova. Il mezzo, solitamente un gel di agarosio o un gel di acrilammide "congela" i segmenti separati in posizione quando viene rimossa la corrente, il che consente di esaminarli ad alta risoluzione. Agenti coloranti come il bromuro di etidio vengono spesso aggiunti al gel per facilitare la visualizzazione e l'interpretazione dei risultati.

Un'altra forma comune di elettroforesi è l'immunoelettroforesi, che analizza la presenza e il comportamento di alcune proteine. Molte condizioni mediche, tra cui la sclerosi multipla, le malattie renali e alcuni tipi di cancro, portano alla creazione di molecole proteiche anormali. Questi possono essere rilevati eseguendo l'elettroforesi su campioni di urina o sangue e osservando qualsiasi variazione dalle normali quantità e tipi di proteine. L'immunoelettroforesi può essere utilizzata anche per rilevare proteine ​​specifiche chiamate immunoglobuline, che agiscono come anticorpi. Questi fanno parte del sistema immunitario del corpo e attaccano proteine ​​estranee, come virus o allergeni. L'analisi di questi anticorpi può aiutare a identificare nuove terapie per trattare quegli invasori e fornisce anche conoscenza di condizioni come allergie e disturbi autoimmuni, che possono derivare da un malfunzionamento anticorpi.

L'elettroforesi svolge una serie di ruoli nei test degli antibiotici. Uno dei più comuni è testare la purezza di un antibiotico. Applicando l'elettroforesi a una soluzione contenente l'antibiotico sotto forma di una striscia di carta impregnata dell'antibiotico o di un capillare – un tubo molto sottile – riempito con la soluzione, i ricercatori possono distinguere tra l'antibiotico stesso e qualsiasi impurità. Possono anche determinare la concentrazione dell'antibiotico, che è fondamentale per l'applicazione di dosaggi accurati. La ricerca sugli antibiotici si estende al regno dei test genetici, identificando i geni che potrebbero indicare la resistenza a specifici antibiotici.

Come con gli antibiotici, l'elettroforesi è utile sia nella creazione che nella produzione dei vaccini. Lo scopo di un vaccino è aiutare l'organismo a generare anticorpi contro un patogeno potenzialmente pericoloso e l'elettroforesi è un metodo utile per rilevare tali anticorpi. I ricercatori possono utilizzare la tecnica per confrontare l'effetto di un vaccino o più versioni di un vaccino su un gran numero di soggetti di prova o altre variabili. Una volta che un vaccino è in produzione, l'elettroforesi fornisce anche un modo rapido ed efficace per testare la consistenza e la purezza dei lotti di produzione.