วัตถุประสงค์ของบัฟเฟอร์ในอิเล็กโตรโฟรีซิส

นักชีวเคมีและนักชีววิทยาระดับโมเลกุลใช้อิเล็กโตรโฟรีซิสเพื่อแยกโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีนและกรดนิวคลีอิก ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกและวิเคราะห์โปรตีนแต่ละตัวหรือลำดับกรดนิวคลีอิกในส่วนผสมที่ซับซ้อนได้ ตัวอย่างทั่วไปของอิเล็กโตรโฟรีซิสในห้องปฏิบัติการคือนักจุลชีววิทยาที่ใช้ Polymerase Chain Reaction (PCR) เพื่อแยกชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่ผลิตในชุมชนจุลินทรีย์ โดยไม่คำนึงถึงวัตถุประสงค์ อิเล็กโตรโฟรีซิสมักต้องใช้สารละลายบัฟเฟอร์

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

อิเล็กโตรโฟรีซิสแยกโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีนและกรดนิวคลีอิกตามขนาด ประจุ และคุณสมบัติอื่นๆ สำหรับอิเล็กโตรโฟรีซิสที่แยกตามประจุ นักวิทยาศาสตร์ใช้บัฟเฟอร์เพื่อส่งประจุนั้นผ่านเจล บัฟเฟอร์ยังรักษาเจลไว้ที่ pH ที่เสถียร ลดการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นในโปรตีนหรือกรดนิวคลีอิกหากอยู่ภายใต้ค่า pH ที่ไม่เสถียร

อิเล็กโตรโฟรีซิสแยกโมเลกุลตามเกรเดียนท์ตามขนาด ประจุ หรือคุณสมบัติอื่นๆ เกรเดียนต์นั้นอาจเป็นสนามไฟฟ้า หรือในกรณีของ Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) ซึ่งเป็นสารปรับสภาพผิว เช่น ส่วนผสมของยูเรียและฟอร์มาไมด์ โปรตีนจะย้ายไปยังแอโนดหากมีประจุลบและแคโทดหากมีประจุบวก เนื่องจากโมเลกุลที่ใหญ่กว่าจะเคลื่อนตัวช้ากว่าโมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่า นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถวัดระยะทางที่เดินทางและใช้ลอการิทึมเพื่อกำหนดขนาดของชิ้นส่วนได้

ด้วย DGGE ดีเอ็นเอจะเคลื่อนที่ไปตามระดับของพลังการทำลายล้างที่เพิ่มขึ้นจนกระทั่งพลังนั้นเพียงพอที่จะทำให้เสื่อมเสียหรือคลายชิ้นส่วนดีเอ็นเอนั้นออกทั้งหมด เมื่อมาถึงจุดนี้ การโยกย้ายจะหยุดลง นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้วิธีนี้ในการแยกชิ้นส่วนตามความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพของแต่ละคน

ในกรณีของอิเล็กโตรโฟรีซิสที่แยกตัวตามประจุ ไอออนในบัฟเฟอร์จะส่งประจุที่จำเป็นสำหรับการแยก บัฟเฟอร์โดยการจัดหาแหล่งกักเก็บกรดและเบสอ่อน จะทำให้ pH อยู่ในช่วงแคบ สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากโครงสร้างและประจุของโปรตีนหรือกรดนิวคลีอิกจะเปลี่ยนแปลงหากอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของค่า pH อย่างมีนัยสำคัญ จึงเป็นการป้องกันการแยกตัวอย่างเหมาะสม

บัฟเฟอร์ที่แตกต่างกันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรักษาเจลอิเล็กโตรโฟรีซิสที่ช่วง pH ต่างๆ ที่ต้องการ บัฟเฟอร์ทั่วไปที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ได้แก่ กรดอะซิติก กรดบอริก กรดฟอสฟอริก และกรดซิตริก ตลอดจนไกลซีนและทอรีน โดยทั่วไป ค่า pKa (ค่าคงที่การแยกตัวของกรด) ควรใกล้เคียงกับค่า pH ที่ต้องการ เป็นที่นิยมสำหรับเราบัฟเฟอร์ที่ให้ประจุไฟฟ้าต่ำเพื่อไม่ให้เกิดกระแสไฟฟ้ามากเกินไป