Elektroforezės apibrėžimas ir paaiškinimas

Elektroforezė yra terminas, naudojamas apibūdinti dalelių judėjimą gelis arba skysčio santykinai vienodame elektriniame lauke. Elektroforezė gali būti naudojama molekulėms atskirti pagal krūvį, dydį ir surišimo afinitetą. Šis metodas daugiausia naudojamas atskirti ir analizuoti biomolekules, tokias kaip DNR, RNR, baltymai, nukleino rūgštiss, plazmidės ir jų fragmentai šios makromolekulės. Elektroforezė yra viena iš metodų, naudojamų šaltinio DNR nustatyti, kaip ir tėvystės bandymai bei kriminalistika.

Elektroforezė anijonų arba neigiamai įkrautos dalelės vadinamos anaforezė. Elektroforezė katijonai arba teigiamai įkrautos dalelės yra vadinamos kataforizė.

Elektroforezė pirmą kartą buvo pastebėta 1807 m. Ferdinandui Fredericui Reussui iš Maskvos valstybinio universiteto, kuris pastebėjo molio daleles, migruojančias vandenyje, veikiant nuolatiniam elektriniam laukui.

Pagrindiniai išparduodami elementai: elektroforezė

Elektroforezėje yra du pagrindiniai veiksniai, kurie kontroliuoja, kaip greitai dalelė gali judėti ir kokia kryptimi. Pirma, svarbu imties mokestis. Neigiamai įkrautos rūšys traukiamos prie teigiamo elektrinio lauko poliaus, o teigiamai įkrautos rūšys - prie neigiamo galo. Neutrali rūšis gali būti jonizuota, jei laukas yra pakankamai stiprus. Priešingu atveju tai nėra linkusi paveikti.

Kitas veiksnys yra dalelių dydis. Maži jonai ir molekulės gali judėti per gelį ar skystį daug greičiau nei didesni.

Nors įkrauta dalelė traukia priešingą krūvį elektriniame lauke, yra ir kitų jėgų, veikiančių molekulės judėjimą. Trintis ir elektrostatinis sulėtėjimo jėga sulėtina dalelių judėjimą per skystį ar gelį. Gelio elektroforezės atveju koncentracija gali būti kontroliuojamas gelio matricos porų dydis, kuris daro įtaką mobilumui. A skystas buferis taip pat yra, kuris kontroliuoja aplinkos pH.

Kai molekulės traukiamos per skystį ar gelį, terpė įkaista. Tai gali denatūruoti molekules, taip pat paveikti judėjimo greitį. Įtampa kontroliuojama stengiantis sumažinti laiką, reikalingą molekulėms atskirti, išlaikant gerą atskyrimą ir nepažeidžiant cheminių medžiagų. Kartais elektroforezė atliekama šaldytuve, kad būtų lengviau kompensuoti šilumą.

Elektroforezė apima keletą susijusių analizės metodų. Pavyzdžiai:

• afinitetinė elektroforezė - Affinitetinė elektroforezė yra elektroforezės rūšis, kai dalelės yra atskirtos remiantis sudėtingu formavimu ar biospecifine sąveika.
• kapiliarinė elektroforezė - Kapiliarinė elektroforezė yra elektroforezės rūšis, naudojama jonams atskirti, daugiausia atsižvelgiant į atomo spindulį, krūvį ir klampumą. Kaip rodo pavadinimas, ši technika dažniausiai atliekama stikliniame vamzdyje. Tai duoda greitus rezultatus ir didelę skiriamąją gebą.
• gelio elektroforezė - Gelio elektroforezė yra plačiai naudojama elektroforezės rūšis, kai molekulės atskiriamos judant per porėtą gelį veikiant elektriniam laukui. Dvi pagrindinės gelio medžiagos yra agarozė ir poliakrilamidas. Gelio elektroforezė naudojama atskirti nukleorūgštis (DNR ir RNR), nukleorūgščių fragmentus ir baltymus.
• imunoelektroforezė - Imunoelektroforezė yra bendras įvairių elektroforezės metodų, naudojamų apibūdinti ir atskirti baltymus remiantis jų reakcija į antikūnus, pavadinimas.
• elektroblotinimas - Elektroblotas yra metodas, naudojamas nukleorūgštims ar baltymams atstatyti po elektroforezės, pernešant juos į membraną. Paprastai naudojami polivinilideno fluoro (PVDF) arba nitroceliuliozės polimerai. Kai mėginys bus išgautas, jį galima toliau analizuoti naudojant dėmes ar zondus. Western blot yra viena elektroblotinimo forma, naudojama aptikti specifinius baltymus, naudojant dirbtinius antikūnus.
• impulsinio lauko gelio elektroforezė - impulsinio lauko elektroforezė naudojama norint atskirti makromolekules, tokias kaip DNR, periodiškai keičiant elektrinio lauko, taikomo gelio matricai, kryptį. Elektrinis laukas pasikeičia todėl, kad tradicinė gelinė elektroforezė nesugeba efektyviai atskirti labai didelių molekulių, kurios visos linkusios migruoti kartu. Elektrinio lauko krypties pakeitimas suteikia molekulėms papildomų judėjimo krypčių, todėl jos turi kelią per gelį. Įtampa paprastai keičiama trimis kryptimis: viena eina išilgai gelio ašies, o kita - 60 laipsnių kampu į abi puses. Nors procesas užtrunka ilgiau nei tradicinė gelinė elektroforezė, geriau atskirti didelius DNR gabalus.
• izoelektrinis fokusavimas - Izoelektrinis fokusavimas (IEF arba electrofocusing) yra elektroforezės forma, skirianti molekules pagal skirtingus izoelektrinius taškus. IEF dažniausiai atliekamas su baltymais, nes jų elektrinis krūvis priklauso nuo pH.