Gelna elektroforeza je tehnika, pri kateri se biološke molekule ločijo med seboj in identificirajo v bioloških raziskavah ali medicinski diagnostiki. Te tehnike so bile od njihovega razvoja v sedemdesetih letih neprecenljive vrednosti pri prepoznavanju genov (DNA) in genskih produktov (RNA in beljakovin), ki jih zanimajo. V zadnjih letih so se pojavile novejše tehnike, ki dajejo večjo specifičnost in podrobnosti o dogajanju v živih sistemih. Čeprav te tehnike niso nadomestile tehnik elektroforeze in lahko napredne manipulacije povečajo sposobnost preživetja tehnike, je pomembno vedeti, kaj lahko elektroforeza v gelu počne in česa ne.
Elektroforeza ima omejeno analizo vzorcev
Elektroforeza je značilna za katero koli tkivo, ki ste ga vzorčili. Na primer, če na brisu ličnic zaženete Southern blot (vrsto elektroforeze), gledate gene iz epitelijskih celic ličnice in nikjer drugje v telesu. Včasih je to lahko koristno, vendar raziskovalce pogosto zanimajo bolj razširjeni učinki.
Tehnike, kot je hibridizacija in situ (ISH), lahko vzamejo del tkiva in analizirajo izražanje genov na vsakem majhnem območju tega vzorca. Tako lahko raziskovalci z ISH preučijo vsako možgansko področje v vzorcu, medtem ko lahko tehnike elektroforeze naenkrat pregledajo le nekaj področij.
Meritve elektroforeze niso natančne
Elektroforeza v gelu lahko učinkovito loči podobne beljakovine z različno težo (to je tehnika, imenovana Western blot). Lahko jih natančneje loči s tehniko, imenovano 2d elektroforeza; to je pogosto v proteomiki.
Na žalost so vse meritve, opravljene s to tehniko, v najboljšem primeru polkvantitativne. Da bi dobili natančno maso (maso) beljakovin, je treba masno spektroskopijo uporabiti po čiščenju beljakovin z elektroforezo. Poleg tega primerjava relativnih količin različnih molekul temelji na gostoti pasu (temnosti) različnih madežev na gelu. Ta metoda ima določeno stopnjo napake in vzorci se običajno izvajajo večkrat, da se dobijo čisti rezultati.
Zahtevan je znaten začetni vzorec
Elektroforeza je tehnika izolacije in vizualne identifikacije različnih biomolekul. To se naredi tako, da skozi gel skozi električni tok ločimo naelektrene molekule različne teže. Če molekula, ki vas zanima, ni dovolj pogosta, bo njen pas praktično neviden in ga je težko izmeriti.
DNA in RNA je mogoče nekoliko ojačati pred izvajanjem elektroforeze, vendar to ni praktično, če to storimo z beljakovinami. Zato je za izvajanje teh testov potreben velik vzorec tkiva. To lahko omeji uporabnost tehnike, zlasti pri medicinski analizi. Skoraj nemogoče je izvesti elektroforezo na vzorcih iz ene celice; pretočna citometrija in imunohistokemija se pogosteje uporabljata za oceno ekspresije beljakovin po celicah. Tehnika, imenovana PCR, je odlična za natančno merjenje majhnih količin RNA.
Vizualizirati je mogoče le nekatere molekule
Elektroforeza odlično ločuje in prepoznava srednje velike do velike biomolekule. Številne molekule, ki jih želijo raziskati, pa so manjše; majhnih hormonov, nevrotransmiterjev in ionov ni mogoče izmeriti z elektroforezo. To je iz dveh razlogov: s pripravkom za elektroforezo ne reagirajo pravilno (običajno je to tehnika SDS STRAN) in, četudi bi se, so premajhni, da bi se pravilno ločili in bi prihiteli dnu gel. Te molekule se namesto tega merijo s tehnikami, kot so RIAA (radio imunski testi) in ELISA (encimsko imunski test).
Elektroforeza je nizka prepustnost
Elektroforeza v gelih je na splošno nizka prepustnost, kar pomeni, da podatkov ne daje posebej hitro. Kontrastna elektroforeza, kjer si lahko hkrati ogledate majhno peščico molekul RNA, s PCR (verižna reakcija s polimerazo), ki lahko hkrati oceni na tisoče vzorcev. Podobno lahko pretočna citometrija izvaja meritve na tisoče posameznih celic in naredi kompleksne korelacije, medtem ko elektroforeza množično gleda na celice in ne more narediti tako fine diskriminacije. PCR in pretočna citometrija predstavljata močno vzporedni oziroma serijski proces, oba pa močno presegata zmožnosti elektroforeze za pridobivanje raziskovalnih podatkov.