Elektroforezės tikslas

Elektroforezė yra „galinga ir nebrangi molekulinio atskyrimo technika“, kaip teigė dr. William H. Heidcampas, ląstelių biologijos laboratorijos vadove. Yra įvairių priežasčių atlikti elektroforezę, įskaitant neinvazinį prisijungimą prie molekulių ir molekulių atskyrimo vizualizavimą. Apskritai elektroforezės tikslas yra tiksliai analizuoti medžiagas, tokias kaip jūsų kraujas ir DNR (dezoksiribonukleino rūgštis), kurias sunku atskirti naudojant įprastus metodus.

Elektroforezė yra empirinė technika, naudojama atskiriant įkrautas molekules (teigiamas ir neigiamas), tokias kaip ląstelės ir baltymai, atsižvelgiant į jų reakciją į elektros srovę.

Elektroforezę veikia keli veiksniai, įskaitant grynąjį krūvį, molekulės masę, buferį ir elektroforezines terpes, tokias kaip popierius ar gelis. Elektroforezės metu molekulės juda priešingo krūvio link; pavyzdžiui, baltymas, kurio grynasis krūvis yra teigiamas, juda neigiamos elektroforezės terpės pusės link. Be to, mažesnės masės molekulės juda greičiau arba atsiskiria greičiau nei didesnės masės molekulės.

1937 m. Švedų mokslininkas Arne Tiselius sukūrė baltymų molekulių judėjimo matavimo aparatą, vadinamą Moving Boundary aparatu. Tai yra U formos aparatas, kuriame baltymo molekulėms atskirti naudojama vandeninė terpė.

1940 m. Buvo pradėta zonos elektroforezė, kurios metu naudojama kieta terpė (pvz., Gelis) ir leidžianti dažyti, kad būtų geriau skiriama arba vizualizuojamas molekulių atskyrimas.

Tada 1960 m. Buvo sukurta kapiliarinė elektroforezė, suteikianti universalią elektroforezės techniką. Šio tipo elektroforezė leidžia atskirti molekules naudojant vandenines ir kietąsias terpes.

Elektroforezė, naudojant terpes, sąmoningai sąveikauja su molekulėmis neinvaziniu būdu. Pavyzdžiui, gelio terpės jungiasi prie baltymų molekulių, nesutrikdydamos baltymo struktūros ir funkcijos. Jungiantis prie molekulių, judėjimas ar atskyrimas pradedamas naudojant elektros srovę. Be to, po elektroforezės taip pat galima susigrąžinti molekules, susietas su terpe.

Elektroforezė skirta vizualizuoti molekulių atskyrimą. Tai pasiekiama įvairiais metodais, įskaitant dažymą ir autoradiografiją.

Autoradiografijoje naudojamos rentgeno juostos, skirtos vizualizuoti radioaktyviųjų molekulių (pvz., DNR) padėtį po atskyrimo. Šis vizualizacijos tipas yra palyginamas su fotografavimu, kai rentgeno nuotrauka yra tarsi fotoaparato blykstė, o rentgeno filmas - kaip filmas, naudojamas kuriant nespalvotas nuotraukas. Atliekant elektroforezę, naudojant autoradiografiją sukuriamos molekulių, tokių kaip baltymai, nuotraukos kraujyje.

Dažant, tokie dažai kaip coomassie mėlynas ir amido juodas maišomi su molekulėmis prieš arba po atskyrimo proceso. Pvz., Prieš elektroforezę sumaišius baltymus su koomazio dažais, susidaro nudažyti takai (maži taškai ar linijos), rodantys baltymo judėjimą atskyrimo metu.

Kitas elektroforezės tikslas - vizualizavus molekulių atskyrimą gauti kiekybinę informaciją. Pavyzdžiui, norint gauti kiekybinius duomenis, vaizdo analizės programinė įranga (2D ir 3D atvaizdavimo programinė įranga) registruoja elektroforezės rezultatus kaip skaitmeninius signalus. Šie signalai atspindi molekulių padėtį prieš ir po elektroforezės ir vėliau naudojami kiekybinei analizei „in silico“ (naudojant kompiuterį).