Elektroforezės taikymo sąrašas

Elektros vaidmuo biologiniuose procesuose yra toks pat svarbus, kaip ir jos vaidmuo technologijoje, ir ji naudojama moksliniams tikslams įvairiais subtiliais ir įdomiais būdais. Viena iš metodų, plačiai naudojama biochemijoje, yra elektroforezė, elektros srovės naudojimas manipuliuoti baltymų molekulėmis atliekant įvairius biomedicininius tyrimus, diagnostiką ir gamybą tikslai.

Organinės molekulės dažnai turi teigiamą arba neigiamą krūvį, dėl kurio jos reaguoja į elektros srovę. Teigiamą krūvį turinčios molekulės migruoja link lauko neigiamo poliaus, o molekulės su neigiamu krūviu - į teigiamą polių. Didesnio krūvio molekulės yra linkusios judėti greičiau ir judėti toliau tol, kol įkrova yra taikoma. Tačiau juos taip pat sulėtins trintis, kurią savo ruožtu veikia tiek molekulės dydis, forma, tiek bandymui naudojama terpė. Kontroliuodami elektros srovę ir trintį, kurią suteikia bandymo terpė, mokslininkai gali sukurti sąlygas, kurios efektyviai atskiria biomolekules, todėl jas galima izoliuoti ir tirti. Tai taip pat leidžia mokslininkams nustatyti molekulių skirtumus stebint, kiek joms įtakos turi srovė. Tai naudinga priemonė, pritaikyta įvairioms eksperimentinėms ir biomedicinos programoms, tačiau keletas jų yra ypač svarbios.

Vienas iš pagrindinių elektroforezės būdų yra DNR ir DNR fragmentų identifikavimas ir tyrimas. DNR pasižymi neigiamo krūvio nuoseklumu, o tai reiškia, kad elektros srovė bet kuriai DNR daliai daro maždaug vienodą jėgą. Esant tokiam slėgiui, didesni ir mažesni DNR fragmentai pradeda skirtis, nes trintis nuo bandomosios terpės juos paveiks skirtingai. Terpė, paprastai agarozės gelis arba akrilamido gelis, „užšaldo“ atskirtus segmentus, kai srovė pašalinama, o tai leidžia juos tirti didele skiriamąja geba. Dažymo priemonės, tokios kaip etidžio bromidas, dažnai pridedamos prie gelio, kad būtų lengviau matyti ir interpretuoti rezultatus.

Kita paplitusi elektroforezės forma yra imunoelektroforezė, analizuojanti tam tikrų baltymų buvimą ir elgesį. Dėl daugelio sveikatos sutrikimų, įskaitant išsėtinę sklerozę, inkstų ligas ir kai kuriuos vėžinius susirgimus, atsiranda nenormalių baltymų molekulių. Tai galima nustatyti atliekant elektroforezę šlapimo ar kraujo mėginiuose ir stebint, ar nėra baltymų kiekio ir tipo skirtumų. Imunelektroforezė taip pat gali būti naudojama nustatyti specifinius baltymus, vadinamus imunoglobulinais, kurie veikia kaip antikūnai. Tai yra kūno imuninės sistemos dalis ir puola svetimus baltymus, tokius kaip virusai ar alergenai. Šių antikūnų analizė gali padėti nustatyti naujas terapijas tiems įsibrovėliams gydyti įžvalga apie tokias sąlygas kaip alergija ir autoimuniniai sutrikimai, kurios gali atsirasti dėl netinkamo veikimo antikūnai.

Elektroforezė atlieka daugybę vaidmenų tiriant antibiotikus. Vienas iš labiausiai paplitusių yra antibiotikų grynumo tikrinimas. Taikant elektroforezę ant tirpalo, kuriame yra antibiotikas, popieriaus juostelės, įmirkytos antibiotiku, arba kapiliarą - labai ploną mėgintuvėlį - užpildytą tirpalu, mokslininkai gali atskirti patį antibiotiką nuo bet kurio priemaišos. Jie taip pat gali nustatyti, kiek koncentruotas yra antibiotikas, o tai labai svarbu taikant tikslią dozę. Antibiotikų tyrimai apima genetinių tyrimų sritį, nustatant genus, kurie gali rodyti atsparumą specifiniams antibiotikams.

Kaip ir vartojant antibiotikus, elektroforezė yra naudinga kuriant ir gaminant vakcinas. Vakcinos tikslas yra padėti organizmui generuoti antikūnus prieš potencialiai pavojingą patogeną, o elektroforezė yra naudingas būdas nustatyti šiuos antikūnus. Tyrėjai gali naudoti šią metodą, kad palygintų vakcinos ar kelių vakcinos versijų poveikį daugybei tiriamųjų ar kitų kintamųjų. Pradėjus gaminti vakciną, elektroforezė taip pat yra greitas ir efektyvus būdas patikrinti gamybos partijų nuoseklumą ir grynumą.