ข้อเสียของเจลอิเล็กโทรโฟรีซิส

เจลอิเล็กโตรโฟรีซิสเป็นเทคนิคที่โมเลกุลทางชีววิทยาแยกออกจากกันและระบุในการวิจัยทางชีววิทยาหรือการวินิจฉัยทางการแพทย์ นับตั้งแต่การพัฒนาในปี 1970 เทคนิคเหล่านี้มีค่ามากในการระบุยีน (DNA) และผลิตภัณฑ์ยีน (RNA และโปรตีน) ที่น่าสนใจในการวิจัย ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ มีเทคนิคใหม่ๆ เกิดขึ้นซึ่งทำให้มีความเฉพาะเจาะจงและรายละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบสิ่งมีชีวิต แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะไม่ได้แทนที่เทคนิคอิเล็กโตรโฟรีซิส และการปรับแต่งขั้นสูงสามารถขยายความมีชีวิตของเทคนิคได้ สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าเจลอิเล็กโตรโฟรีซิสทำอะไรได้บ้างและไม่สามารถทำได้

อิเล็กโตรโฟรีซิสมีความเฉพาะเจาะจงกับเนื้อเยื่อใดก็ตามที่คุณสุ่มตัวอย่าง ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณใช้ Southern blot (ชนิดของอิเล็กโตรโฟรีซิส) บนผ้าเช็ดแก้ม คุณกำลังดูยีนจากเซลล์เยื่อบุผิวของแก้มของคุณ และไม่มีส่วนอื่นในร่างกายของคุณ บางครั้งสิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์ แต่นักวิจัยมักสนใจผลกระทบที่แพร่หลายมากขึ้น

เทคนิคต่างๆ เช่น in situ hybridization (ISH) สามารถใช้ส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อและวิเคราะห์การแสดงออกของยีนที่แต่ละพื้นที่เล็กๆ ของตัวอย่างนั้น ดังนั้น นักวิจัยสามารถดูทุกพื้นที่ของสมองในตัวอย่างด้วย ISH ในขณะที่เทคนิคอิเล็กโตรโฟรีซิสสามารถดูได้ครั้งละไม่กี่ครั้งเท่านั้น

เจลอิเล็กโตรโฟรีซิสสามารถแยกโปรตีนที่คล้ายกันโดยมีน้ำหนักต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ (นี่เป็นเทคนิคที่เรียกว่า Western blotting) มันสามารถแยกพวกมันได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นด้วยเทคนิคที่เรียกว่า 2d อิเล็กโตรโฟรีซิส; นี่เป็นเรื่องปกติในโปรตีโอมิกส์

น่าเสียดายที่การวัดทั้งหมดที่ทำจากเทคนิคนี้เป็นแบบกึ่งเชิงปริมาณที่ดีที่สุด เพื่อให้ได้มวล (น้ำหนัก) ของโปรตีนที่แม่นยำ ต้องใช้แมสสเปกโทรสโกปีหลังจากที่โปรตีนถูกทำให้บริสุทธิ์ด้วยอิเล็กโตรโฟรีซิส นอกจากนี้ การเปรียบเทียบปริมาณสัมพัทธ์ของโมเลกุลต่างๆ ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของแถบ (ความมืด) ของจุดต่างๆ บนเจล วิธีการนี้มีข้อผิดพลาดในระดับหนึ่ง และมักจะเรียกใช้ตัวอย่างหลายครั้งเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ชัดเจน

อิเล็กโตรโฟรีซิสเป็นเทคนิคในการแยกและระบุชีวโมเลกุลต่างๆ ด้วยสายตา ทำได้โดยส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเจลเพื่อแยกโมเลกุลที่มีประจุที่มีน้ำหนักต่างกัน หากโมเลกุลที่คุณสนใจไม่ธรรมดาเพียงพอ แถบของมันแทบจะมองไม่เห็นและวัดได้ยาก

ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอสามารถขยายได้เล็กน้อยก่อนที่จะใช้อิเล็กโตรโฟรีซิส แต่การทำเช่นนี้กับโปรตีนไม่เป็นประโยชน์ ดังนั้น จำเป็นต้องมีตัวอย่างเนื้อเยื่อขนาดใหญ่เพื่อทำการทดสอบเหล่านี้ ซึ่งอาจจำกัดประโยชน์ของเทคนิค โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิเคราะห์ทางการแพทย์ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเรียกใช้อิเล็กโตรโฟรีซิสกับตัวอย่างจากเซลล์เดียว โฟลว์ไซโตเมทรีและอิมมูโนฮิสโตเคมีมักใช้ในการประเมินการแสดงออกของโปรตีนแบบเซลล์ต่อเซลล์ เทคนิคที่เรียกว่า PCR นั้นยอดเยี่ยมในการวัดอาร์เอ็นเอจำนวนเล็กน้อยอย่างแม่นยำ

อิเล็กโตรโฟรีซิสเป็นเลิศในการแยกและระบุชีวโมเลกุลขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม โมเลกุลจำนวนมากที่นักวิจัยต้องการดูมีขนาดเล็กกว่า ฮอร์โมนขนาดเล็ก สารสื่อประสาท และไอออนไม่สามารถวัดได้ด้วยอิเล็กโตรโฟรีซิส ด้วยเหตุผลสองประการ: พวกเขาไม่ตอบสนองอย่างเหมาะสมกับการเตรียมอิเล็กโตรโฟรีซิส (โดยปกติคือเทคนิค เรียกว่า SDS PAGE) และถึงแม้จะทำ มันก็เล็กเกินไปที่จะแยกออกอย่างเหมาะสม และจะรีบวิ่งออกจากด้านล่างของ เจล โมเลกุลเหล่านี้ถูกวัดแทนด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น RIAA (การทดสอบด้วยภูมิคุ้มกันทางวิทยุ) และ ELISA (การทดสอบอิมมูโนดูดซับที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์)

เจลอิเล็กโตรโฟรีซิสโดยทั่วไปมีปริมาณงานต่ำ หมายความว่าจะไม่สร้างข้อมูลอย่างรวดเร็ว คอนทราสต์อิเล็กโตรโฟรีซิส ซึ่งคุณสามารถดูโมเลกุลอาร์เอ็นเอจำนวนเล็กน้อยในแต่ละครั้ง โดยใช้ PCR (ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส) ซึ่งสามารถประเมินตัวอย่างหลายพันตัวอย่างพร้อมกันได้ ในทำนองเดียวกัน flow cytometry สามารถทำการวัดจากเซลล์แต่ละเซลล์นับพันๆ เซลล์ และสร้างความซับซ้อน ความสัมพันธ์กัน ในขณะที่อิเล็กโตรโฟรีซิสมองเซลล์จำนวนมากและไม่สามารถแก้ไขได้ การเลือกปฏิบัติ PCR และโฟลว์ไซโตเมทรีเป็นตัวแทนของกระบวนการขนานและอนุกรมอย่างหนาแน่นตามลำดับ และทั้งสองต่างล้ำหน้าความสามารถของอิเล็กโตรโฟรีซิสในการสร้างข้อมูลการวิจัย