Elektrofores är ett sätt att separera biologiska molekyler i ett elektriskt fält baserat på det faktum att olika molekyler har olika naturliga elektriska laddningar associerade med sig. Detta gör att de olika komponenterna i ett ämne rör sig i olika hastigheter under påverkan av ett elektriskt fält. Tänk dig att ha en samling små bitar av olika metaller på en bricka och placera en magnet i ena änden av brickan. De olika metallbitarna (motsvarande "molekylerna") skulle lockas till magneten i olika grader baserat på deras specifika laddningar. Detta är i huvudsak vad som händer i elektrofores, förutom att molekylerna inte initialt separeras.
Olika typer av elektrofores är i praktiken idag.
Principen för elektrofores
Anledningen till att elektrofores fungerar beror på en av de grundläggande ekvationerna i elektromagnetismens fysik: kraft är lika med elektrisk laddning gånger fältets styrka vid den punkten. Detta antar formen:
F = qE
Var F = kraft, q = elektrisk laddning och E = elektrisk fältstyrka.
Denna ekvation innebär att ju högre laddning på en partikel, desto starkare är kraften som härrör från appliceringen av ett givet elektriskt fält. Detta innebär att två partiklar av samma massa men olika laddningar kommer att röra sig i olika hastigheter genom fältet. Dessutom beror den hastighet med vilken en laddad molekyl rör sig på dess förhållande mellan laddning och massa. Tillsammans gör dessa egenskaper och förhållanden det möjligt för forskare att separera komponenterna i kritiska biomolekyler, såsom nukleinsyror, i sina mindre komponenter.
Gelelektrofores
Tre huvudtyper av gelelektrofores används. Elektrofores av stärkelsegel, som använder potatisstärkelsekorn, är något av en relik. I agarosgelelektrofores används en renad polysackarid med stor molekylvikt som medium; detta används ofta för stora DNA-molekyler. Polyakrylamidgelelektrofores är den vanligaste typen eftersom den är extremt stabil och fungerar över ett stort antal molekylkoncentrationer.
Mindre vanliga typer av elektrofores
Gelelektrofores av något slag är att föredra i de flesta experimentella situationer. Andra vanliga metoder inkluderar högupplöst elektrofores, kapillärelektrofores, isoelektrisk fokusering, immunokemisk elektrofores, tvådimensionell elektrofores och pulserande fält elektrofores.
Typer av elektroforesuppsättningar
Instrumentet för elektrofores gör lika stor skillnad som det specifika mediet som används. Förr i tiden var gränselektrofores standarden. I denna experimentella inställning mäts rörelseshastigheten för hela gränsen för de migrerande molekylerna. Idag är zonelektrofores vanligare, med molekyler som migrerar till olika områden eller zoner på en liten pappersregion. Detta är ett mer målinriktat tillvägagångssätt än gränselektrofores. Slutligen används papperselektrofores ibland för små molekyler.