Seznam aplikacij elektroforeze

Vloga električne energije v bioloških procesih je prav tako pomembna kot njena vloga v tehnologiji, za znanstveno uporabo pa je izkoriščena na številne subtilne in zanimive načine. Ena od tehnik, ki se pogosto uporablja v biokemiji, je elektroforeza, uporaba električnega toka za manipulacijo z beljakovinskimi molekulami za vrsto biomedicinskih raziskav, diagnostike in proizvodnje namene.

Organske molekule imajo pogosto pozitiven ali negativen naboj, zaradi česar se odzovejo na električni tok. Molekule s pozitivnim nabojem se selijo proti negativnemu polju, molekule z negativnim nabojem pa proti pozitivnemu polu. Molekule z večjim nabojem se med polnjenjem premikajo hitreje in potujejo dlje. Vendar pa jih bo upočasnilo tudi trenje, na kar pa vplivata tako velikost in oblika molekule kot tudi medij, uporabljen za test. Z nadzorom električnega toka in trenja, ki ga zagotavlja preskusni medij, lahko raziskovalci ustvarijo pogoje, ki učinkovito ločujejo biomolekule, tako da jih je mogoče izolirati in preučevati. Prav tako raziskovalcem omogoča, da prepoznajo razlike med molekulami, tako da opazujejo, kako nanje vpliva tok. Je uporabno orodje z vrsto eksperimentalnih in biomedicinskih aplikacij, nekaj pa jih je še posebej opaznih.

Ena najpomembnejših uporab elektroforeze je identifikacija in preučevanje DNA in fragmentov DNA. DNA je opazna po konsistentnosti negativnega naboja, kar pomeni, da električni tok deluje približno enako močno na kateri koli del DNK. Pod tem pritiskom se začnejo ločevati večji in manjši fragmenti DNA, ker nanje trenje iz preskusnega medija vpliva drugače. Medij, navadno agarozni gel ali akrilamidni gel, ko odstranimo tok, "zamrzne" ločene segmente na mestu, kar jim omogoča pregled pri visoki ločljivosti. Za lažje opazovanje in razlago rezultatov se gelu pogosto dodajo sredstva za obarvanje, kot je etidij bromid.

Druga pogosta oblika elektroforeze je imunoelektroforeza, ki analizira prisotnost in vedenje nekaterih beljakovin. Mnoga zdravstvena stanja, vključno z multiplo sklerozo, ledvičnimi boleznimi in nekaterimi vrstami raka, povzročajo nastanek nenormalnih beljakovinskih molekul. Te je mogoče zaznati z elektroforezo na vzorcih urina ali krvi in ​​opazovanjem odstopanj od običajnih količin in vrst beljakovin. Imunoelektroforezo lahko uporabimo tudi za odkrivanje specifičnih proteinov, imenovanih imunoglobulini, ki delujejo kot protitelesa. Ti so del imunskega sistema telesa in napadajo tuje beljakovine, kot so virusi ali alergeni. Analiza teh protiteles lahko pomaga prepoznati nove terapije za zdravljenje napadalcev in jih tudi ponuja vpogled v stanja, kot so alergije in avtoimunske motnje, ki so lahko posledica okvare protitelesa.

Elektroforeza ima številne vloge pri testiranju antibiotikov. Eno najpogostejših je testiranje čistosti antibiotika. Z uporabo elektroforeze na raztopini, ki vsebuje antibiotik, v obliki papirnatega traku, impregniranega z antibiotikom ali kapilar - zelo tanka cev - napolnjena z raztopino, lahko raziskovalci razlikujejo med samim antibiotikom in katerim koli nečistoče. Prav tako lahko določijo, kako koncentriran je antibiotik, kar je ključnega pomena za uporabo natančnih odmerkov. Raziskave antibiotikov segajo na področje genetskega testiranja in identificirajo gene, ki bi lahko kazali na odpornost na določene antibiotike.

Tako kot pri antibiotikih je tudi elektroforeza koristna pri ustvarjanju in izdelavi cepiv. Namen cepiva je pomagati telesu ustvariti protitelesa proti potencialno nevarnemu patogenu, elektroforeza pa je koristna metoda za odkrivanje teh protiteles. Raziskovalci lahko s tehniko primerjajo učinek cepiva ali več različic cepiva pri velikem številu preizkušancev ali drugih spremenljivk. Ko je cepivo v proizvodnji, elektroforeza omogoča tudi hiter in učinkovit način testiranja proizvodnih serij na konsistenco in čistost.