Typer av elektroforese

Elektroforese er en måte å skille biologiske molekyler i et elektrisk felt basert på det faktum at forskjellige molekyler har forskjellige naturlige elektriske ladninger assosiert med seg. Dette får de forskjellige komponentene i et stoff til å bevege seg i forskjellige hastigheter under påvirkning av et elektrisk felt. Tenk deg å ha en samling små biter av forskjellige metaller på et brett, og plasser en magnet i den ene enden av brettet. De forskjellige metallbitene (tilsvarende "molekylene") vil tiltrekkes av magneten i forskjellige grader basert på deres spesifikke ladninger. Dette er egentlig det som skjer i elektroforese, bortsett fra at molekylene ikke ble separert i utgangspunktet.

Ulike typer elektroforese er i praksis i dag.

Årsaken til at elektroforese virker skyldes en av de grunnleggende ligningene i elektromagnetismens fysikk: kraft er lik elektrisk ladning ganger feltets styrke på det tidspunktet. Dette antar formen:

F = qE

Hvor F = kraft, q = elektrisk ladning og E = elektrisk feltstyrke.

Denne ligningen innebærer at jo høyere ladning på en partikkel, desto sterkere er kraften som følge av påføring av et gitt elektrisk felt. Dette betyr at to partikler med samme masse, men forskjellige ladninger, vil bevege seg med forskjellige hastigheter gjennom feltet. I tillegg er hastigheten som et ladet molekyl beveger seg avhengig av forholdet mellom ladning og masse. Til sammen gjør disse egenskapene og forholdene det mulig for forskere å skille komponentene i kritiske biomolekyler, for eksempel nukleinsyrer, i sine mindre komponenter.

Tre hovedtyper av gelelektroforese er i bruk. Stivelsesgelelektroforese, som benytter potetstivelseskorn, er noe av en relikvie. I agarosegelelektroforese brukes et renset polysakkarid med stor molekylvekt som medium; dette brukes ofte for store DNA-molekyler. Polyakrylamidgelelektroforese er den vanligste typen fordi den er ekstremt stabil og fungerer over et stort utvalg av molekylkonsentrasjoner.

Gelelektroforese av noe slag er å foretrekke i de fleste eksperimentelle situasjoner. Andre vanlige modaliteter inkluderer høyoppløselig elektroforese, kapillær elektroforese, isoelektrisk fokusering, immunokjemisk elektroforese, todimensjonal elektroforese og pulserende felt elektroforese.

Instrumenteringen til elektroforese utgjør like stor forskjell som det spesifikke mediet som brukes. I gamle dager var grenseelektroforese standarden. I dette eksperimentelle oppsettet måles bevegelseshastigheten til hele grensen til de migrerende molekylene. I dag er sonelektroforese mer vanlig, med molekyler som migrerer til forskjellige områder, eller soner, på et lite papirområde. Dette er en mer målrettet tilnærming enn grenseelektroforese. Til slutt brukes papirelektroforese noen ganger til små molekyler.