Zoznam aplikácií elektroforézy

Úloha elektriny v biologických procesoch je rovnako dôležitá ako jej úloha v technológii a je vedecky využitá mnohými rafinovanými a zaujímavými spôsobmi. Jednou z techník, ktorá sa v biochémii široko používa, je elektroforéza, použitie elektrického prúdu manipulovať s molekulami bielkovín pre celý rad biomedicínskeho výskumu, diagnostiky a výroby účely.

Organické molekuly majú často kladný alebo záporný náboj, čo spôsobuje, že reagujú na elektrický prúd. Molekuly s pozitívnym nábojom migrujú smerom k zápornému pólu poľa a molekuly s negatívnym nábojom migrujú k pozitívnemu pólu. Molekuly s väčším nábojom majú tendenciu sa rýchlejšie pohybovať a pri aplikácii náboja cestovať ďalej. Avšak spomalí ich tiež trenie, ktoré je ovplyvnené veľkosťou a tvarom molekuly a médiom použitým na test. Riadením elektrického prúdu a trenia poskytovaného testovacím médiom môžu vedci vytvárať podmienky, ktoré účinne separujú biomolekuly, aby ich bolo možné izolovať a študovať. Umožňuje tiež vedcom identifikovať rozdiely medzi molekulami sledovaním toho, ako veľmi ich ovplyvňuje prúd. Je to užitočný nástroj s rôznymi experimentálnymi a biomedicínskymi aplikáciami, niektoré sú však obzvlášť pozoruhodné.

Jedným z hlavných použití elektroforézy je identifikácia a štúdium DNA a fragmentov DNA. DNA je pozoruhodná pre konzistenciu svojho záporného náboja, čo znamená, že elektrický prúd pôsobí na každú časť DNA zhruba rovnakou silou. Pod týmto tlakom sa začnú oddeľovať väčšie a menšie fragmenty DNA, pretože na ne bude pôsobiť rozdielne trenie z testovacieho média. Médium, obvykle agarózový gél alebo akrylamidový gél, „zmrazí“ oddelené segmenty na mieste po odstránení prúdu, čo umožňuje ich vyšetrenie pri vysokých rozlíšeniach. Do gélu sa často pridávajú farbiace činidlá, ako je etídiumbromid, aby sa výsledky ľahšie videli a interpretovali.

Ďalšou bežnou formou elektroforézy je imunoelektroforéza, ktorá analyzuje prítomnosť a správanie určitých proteínov. Mnoho zdravotných stavov, vrátane roztrúsenej sklerózy, chorôb obličiek a niektorých druhov rakoviny, vedie k tvorbe abnormálnych molekúl bielkovín. Môžu byť detekované vykonaním elektroforézy na vzorkách moču alebo krvi a sledovaním prípadných odchýlok od normálnych množstiev a typov bielkovín. Imunoelektroforéza sa môže tiež použiť na detekciu špecifických proteínov nazývaných imunoglobulíny, ktoré pôsobia ako protilátky. Sú súčasťou imunitného systému tela a napádajú cudzie bielkoviny, ako sú vírusy alebo alergény. Analýza týchto protilátok môže pomôcť identifikovať nové terapie liečby týchto útočníkov a tiež poskytuje prehľad o podmienkach, ako sú alergie a autoimunitné poruchy, ktoré môžu vyplynúť z nesprávneho fungovania protilátky.

Elektroforéza zohráva pri testovaní antibiotík množstvo úloh. Jedným z najbežnejších je testovanie čistoty antibiotika. Aplikáciou elektroforézy na roztok obsahujúci antibiotikum vo forme papierového prúžku impregnovaného antibiotikom alebo kapilára - veľmi tenká trubica - naplnená roztokom, môžu vedci rozlišovať medzi samotným antibiotikom a akýmkoľvek nečistoty. Môžu tiež určiť, ako koncentrované je antibiotikum, čo je rozhodujúce pre správne dávkovanie. Antibiotický výskum zasahuje do oblasti genetického testovania a identifikuje gény, ktoré by mohli naznačovať rezistenciu na konkrétne antibiotiká.

Rovnako ako pri antibiotikách, aj pri výrobe a výrobe vakcín je užitočná elektroforéza. Účelom vakcíny je pomôcť telu vytvárať protilátky proti potenciálne nebezpečnému patogénu a elektroforéza je užitočnou metódou na detekciu týchto protilátok. Vedci môžu pomocou tejto techniky porovnať účinok vakcíny alebo viacerých verzií vakcíny u veľkého počtu testovaných osôb alebo iných premenných. Len čo sa vakcína začne vyrábať, poskytuje elektroforéza tiež rýchly a efektívny spôsob testovania konzistencie a čistoty výrobných šarží.