Elektroforēzes veidi

Elektroforēze ir veids, kā atdalīt bioloģiskās molekulas elektriskajā laukā, balstoties uz faktu, ka dažādām molekulām ir saistītas dažādas dabiskās elektriskās lādiņas. Tas izraisa dažādu vielas sastāvdaļu pārvietošanos dažādos ātrumos elektriskā lauka ietekmē. Iedomājieties, ka uz paplātes ir mazu dažādu metālu gabalu kolekcija, un paplātes vienā galā novietojiet magnētu. Dažādie metāla gabali (kas ir vienlīdzīgi ar "molekulām") būtu piesaistīti magnētam dažādās pakāpēs, pamatojoties uz to īpašajiem lādiņiem. Būtībā tas notiek elektroforēzē, izņemot to, ka molekulas sākotnēji netiek atdalītas.

Mūsdienās praksē tiek izmantoti dažādi elektroforēzes veidi.

Iemesls, kāpēc elektroforēze darbojas, ir jāpateicas vienam no elektromagnētisma fizikas pamatvienādojumiem: spēks ir vienāds ar elektrisko lādiņu un lauka stiprumu tajā brīdī. Tas pieņem formu:

F = qE

Kur F = spēks, q = elektriskā lādiņa un E = elektriskā lauka intensitāte.

Šis vienādojums nozīmē, ka jo lielāks ir daļiņas lādiņš, jo lielāks spēks rodas no attiecīgā elektriskā lauka iedarbības. Tas nozīmē, ka divas vienādas masas, bet atšķirīgas lādiņas daļiņas pārvietosies pa lauka dažādiem ātrumiem. Turklāt jebkuras uzlādētas molekulas kustības ātrums ir atkarīgs no tās lādiņa un masas attiecības. Šīs īpašības un attiecības kopā ļauj zinātniekiem sadalīt kritisko biomolekulu komponentus, piemēram, nukleīnskābes, to mazākajos komponentos.

Tiek izmantoti trīs galvenie gēla elektroforēzes veidi. Cietes želejas elektroforēze, kurā tiek izmantotas kartupeļu cietes granulas, ir kaut kas relikts. Elektroforēzē ar agarozes gēlu kā barotni izmanto attīrītu, lielas molekulmasas polisaharīdu; to parasti izmanto lielām DNS molekulām. Poliakrilamīda gēla elektroforēze ir visizplatītākais veids, jo tā ir ārkārtīgi stabila un darbojas lielā molekulu koncentrācijas diapazonā.

Vairumā eksperimentālo situāciju priekšroka tiek dota kāda veida gēla elektroforēzei. Citas izplatītas modalitātes ietver augstas izšķirtspējas elektroforēzi, kapilāru elektroforēzi, izoelektrisko fokusēšana, imūnķīmiska elektroforēze, divdimensiju elektroforēze un impulsa lauks elektroforēze.

Elektroforēzes instrumenti atšķir tikpat daudz kā konkrētā izmantotā vide. Vecajās dienās robeželektroforēze bija standarts. Šajā eksperimentālajā uzstādījumā tiek mērīts visas migrējošo molekulu robežas kustības ātrums. Mūsdienās zonu elektroforēze ir izplatītāka - molekulas migrē uz dažādiem apgabaliem vai zonām uz neliela papīra reģiona. Šī ir mērķtiecīgāka pieeja nekā robeželektroforēze. Visbeidzot, papīra elektroforēzi dažreiz izmanto mazām molekulām.