Electroforeza este o modalitate de separare a moleculelor biologice într-un câmp electric bazată pe faptul că diferite molecule au diferite sarcini electrice naturale asociate acestora. Acest lucru face ca diferitele componente ale unei substanțe să se deplaseze la viteze diferite sub influența unui câmp electric. Imaginați-vă că aveți o colecție de bucăți mici de diferite metale pe o tavă și că așezați un magnet la un capăt al tăvii. Diferitele bucăți de metal (echivalente cu „moleculele”) ar fi atrase de magnet în grade diferite pe baza sarcinilor lor specifice. Acest lucru se întâmplă în esență în electroforeză, cu excepția faptului că moleculele nu sunt inițial separate.
Diferite tipuri de electroforeză sunt astăzi în practică.
Principiul electroforezei
Motivul pentru care funcționează electroforeza se datorează uneia dintre ecuațiile fundamentale din fizica electromagnetismului: forța este egală cu încărcarea electrică cu puterea câmpului în acel moment. Aceasta presupune forma:
F = qE
Unde F = forță, q = încărcare electrică și E = puterea câmpului electric.
Această ecuație implică faptul că, cu cât este mai mare sarcina unei particule, cu atât este mai puternică forța care rezultă din aplicarea unui câmp electric dat. Aceasta înseamnă că două particule de aceeași masă, dar sarcini diferite, se vor deplasa la viteze diferite prin câmp. În plus, viteza cu care se mișcă orice moleculă încărcată depinde de raportul său sarcină-masă. Împreună, aceste proprietăți și relații permit oamenilor de știință să separe componentele biomoleculelor critice, cum ar fi acizii nucleici, în componentele lor mai mici.
Electroforeză cu gel
Sunt utilizate trei tipuri principale de electroforeză pe gel. Electroforeza pe gel de amidon, care folosește granule de amidon din cartofi, este ceva de genul unei relicve. În electroforeza pe gel de agaroză, se folosește ca mediu o polizaharidă purificată cu greutate moleculară mare; acest lucru este utilizat în mod obișnuit pentru molecule mari de ADN. Electroforeza pe gel de poliacrilamidă este cel mai comun tip, deoarece este extrem de stabilă și funcționează pe o gamă largă de concentrații de molecule.
Tipuri mai puțin frecvent utilizate de electroforeză
Electroforeza pe gel este preferată în cele mai multe situații experimentale. Alte modalități comune includ electroforeza de înaltă rezoluție, electroforeza capilară, izoelectrica focalizare, electroforeză imunochimică, electroforeză bidimensională și câmp pulsat electroforeză.
Tipuri de set-up-uri pentru electroforeză
Instrumentarea electroforezei face diferența la fel de mult ca mediul specific utilizat. Pe vremuri, electroforeza la graniță era standardul. În această configurație experimentală, se măsoară rata de mișcare a întregii limite a moleculelor migratoare. Astăzi, electroforeza de zonă este mai frecventă, moleculele migrând în diferite zone sau zone, pe o mică regiune de hârtie. Aceasta este o abordare mai direcționată decât electroforeza la graniță. În cele din urmă, electroforeza hârtiei este uneori utilizată pentru molecule mici.