Syftet med elektrofores

Elektrofores är en "kraftfull och billig molekylär separeringsteknik", enligt Dr. William H. Heidcamp, i Cellbiologilaboratoriets handbok. Olika skäl finns för att genomföra elektrofores inklusive icke-invasiv bindning till molekyler och visualisering av molekylseparation. Sammantaget syftar elektrofores till att tillhandahålla ett korrekt sätt att analysera ämnen, såsom ditt blod och DNA (deoxiribonukleinsyra), som är svåra att separera med konventionella metoder.

Elektrofores är en empirisk teknik som används vid separation av laddade molekyler (positiva och negativa) såsom celler och proteiner, beroende på deras svar i elektrisk ström.

Flera faktorer påverkar elektrofores, inklusive nettoladdning, molekylmassa, buffert och elektroforetiskt medium som papper eller gel. I elektrofores rör sig molekyler mot motsatt laddning; exempelvis rör sig ett protein med en positiv nettoladdning mot den negativa sidan av det elektroforetiska mediet. Dessutom rör sig molekyler med mindre massa snabbare eller separerar snabbare än molekyler med större massa.

År 1937 utvecklade en svensk forskare vid namn Arne Tiselius en apparat för mätning av proteinmolekylers rörelse, kallad Moving Boundary-apparater. Detta är en U-formad apparat som använder ett vattenhaltigt medium för att separera proteinmolekyler.

1940 infördes zonelektrofores, som använder ett fast medium (t.ex. gel) och möjliggör färgning för bättre upplösning eller visualisering av separationen av molekyler.

Sedan 1960 utvecklades kapillärelektroforesen för att ge en mångsidig elektroforesteknik. Denna typ av elektrofores möjliggör separering av molekyler med vattenhaltiga och fasta medier.

Elektrofores, med hjälp av medier, interagerar medvetet med molekyler på ett icke-invasivt sätt. Till exempel binder gelmedier till proteinmolekyler utan att störa proteinets struktur och funktion. Efter bindning till molekyler initieras rörelse eller separation genom att tillföra elektrisk ström. Vidare är det också möjligt att utvinna molekylerna bundna till mediet efter elektrofores.

Elektrofores är utformad för att visualisera separationen av molekyler. Detta uppnås med olika metoder, inklusive färgning och autoradiografi.

Autoradiografi använder röntgenfilmer för att visualisera positionen för radioaktiva molekyler (t.ex. DNA) efter separation. Denna typ av visualisering är jämförbar med att ta bilder, där röntgen är som en kamerablixt och röntgenfilmen är som den film som används för att utveckla svartvita foton. Vid elektrofores utvecklas foton av molekyler som proteiner i ditt blod med hjälp av autoradiografi.

Vid färgning blandas färgämnen som coomassieblått och amidosvart med molekyler före eller efter separationsprocessen. Blandning av proteiner med coomasie-färgämne före elektrofores ger till exempel färgade vägar (små prickar eller linjer) som visar proteinets rörelse under separation.

Ett annat syfte med elektrofores är att erhålla kvantitativ information efter visualisering av separationen av molekyler. För att erhålla kvantitativa data, till exempel, registrerar programvara för bildanalys (2D- och 3D-renderingsprogramvara) resultaten av elektrofores som digitala signaler. Dessa signaler representerar molekylernas position före och efter elektrofores och används sedan för kvantitativ analys 'in silico' (med användning av en dator).