Het doel van elektroforese

Elektroforese is een "krachtige en goedkope moleculaire scheidingstechniek", zoals verklaard door Dr. William H. Heidcamp, in de Cell Biology Laboratory Manual. Er zijn verschillende redenen voor het uitvoeren van elektroforese, waaronder niet-invasieve binding aan moleculen en visualisatie van molecuulscheiding. Over het algemeen is elektroforese bedoeld om een ​​nauwkeurige manier te bieden voor het analyseren van stoffen, zoals uw bloed en DNA (deoxyribonucleïnezuur), die met conventionele methoden moeilijk te scheiden zijn.

Elektroforese is een empirische techniek die wordt gebruikt bij de scheiding van geladen moleculen (positief en negatief) zoals cellen en eiwitten, op basis van hun reactie in elektrische stroom.

Verschillende factoren zijn van invloed op elektroforese, waaronder nettolading, molecuulmassa, buffer en elektroforetische media zoals papier of gel. Bij elektroforese bewegen moleculen naar de tegenovergestelde lading; een eiwit met een positieve nettolading beweegt bijvoorbeeld naar de negatieve kant van het elektroforetische medium. Bovendien bewegen moleculen met een kleinere massa sneller of scheiden ze sneller dan moleculen met een grotere massa.

In 1937 ontwikkelde een Zweedse wetenschapper genaamd Arne Tiselius een apparaat voor het meten van de beweging van eiwitmoleculen, genaamd Moving Boundary-apparaat. Dit is een U-vormig apparaat dat een waterig medium gebruikt voor het scheiden van eiwitmoleculen.

In 1940 werd zone-elektroforese geïntroduceerd, die een vast medium (bijv. Gel) gebruikt en kleuring mogelijk maakt voor een betere resolutie of visualisatie van de scheiding van moleculen.

In 1960 werd de capillaire elektroforese ontwikkeld om een ​​veelzijdige elektroforesetechniek te bieden. Dit type elektroforese maakt scheiding van moleculen mogelijk met behulp van waterige en vaste media.

Elektroforese, met behulp van mediums, interageert opzettelijk op een niet-invasieve manier met moleculen. Gelmediums binden zich bijvoorbeeld aan eiwitmoleculen zonder de structuur en functie van het eiwit te verstoren. Na binding aan moleculen wordt beweging of scheiding geïnitieerd door elektrische stroom aan te leggen. Verder is het ook mogelijk om de aan het medium gebonden moleculen na elektroforese terug te winnen.

Elektroforese is ontworpen om de scheiding van moleculen zichtbaar te maken. Dit wordt bereikt door verschillende methoden, waaronder kleuring en autoradiografie.

Autoradiografie maakt gebruik van röntgenfilms om de positie van radioactieve moleculen (bijvoorbeeld DNA) na scheiding te visualiseren. Dit type visualisatie is vergelijkbaar met het maken van foto's, waarbij de röntgenfoto is als een cameraflits en de röntgenfilm als de film die wordt gebruikt bij het ontwikkelen van zwart-witfoto's. Bij elektroforese worden foto's van moleculen zoals eiwitten in uw bloed ontwikkeld met behulp van autoradiografie.

Bij kleuring worden kleurstoffen zoals coomassieblauw en amidozwart gemengd met moleculen, voor of na het scheidingsproces. Bijvoorbeeld, het mengen van eiwitten met coomasie-kleurstof voorafgaand aan elektroforese zal gekleurde paden (kleine stippen of lijnen) opleveren die de beweging van eiwit tijdens scheiding laten zien.

Een ander doel van elektroforese is het verkrijgen van kwantitatieve informatie na het visualiseren van de scheiding van moleculen. Om bijvoorbeeld kwantitatieve gegevens te verkrijgen, registreert software voor beeldanalyse (2D- en 3D-renderingsoftware) de resultaten van elektroforese als digitale signalen. Deze signalen vertegenwoordigen de positie van de moleculen voor en na elektroforese en worden vervolgens gebruikt voor kwantitatieve analyse 'in silico' (met behulp van een computer).