Definicija i objašnjenje elektroforeze

Elektroforeza je termin koji se koristi za opisivanje gibanja čestica u gel ili tekućina u relativno ujednačenom električnom polju. Elektroforeza se može koristiti za odvajanje molekula na temelju naboja, veličine i afiniteta vezanja. Tehnika se uglavnom primjenjuje za odvajanje i analizu biomolekula, kao što su DNA, RNA, proteini, nukleinske kiselines, plazmidi i fragmenti ove makromolekule. Elektroforeza je jedna od tehnika koja se koristi za identifikaciju izvorne DNK, kao u testiranju očinstva i sudskoj medicini.

elektroforeza aniona ili se negativno nabijene čestice anaphoresis. Elektroforeza od kationi ili se nazivaju pozitivno nabijene čestice cataphoresis.

Elektroforezu je prvi put primijetio 1807. Ferdinand Frederic Reuss s Moskovskog državnog sveučilišta, koji je primijetio čestice gline migrirane u vodi podvrgnute neprekidnom električnom polju.

Ključni dijelovi: Elektroforeza

U elektroforezi postoje dva osnovna faktora koji kontroliraju koliko se brzo može kretati čestica i u kojem smjeru. Prvo, naplaćuje se uzorak. Negativno nabijene vrste privlače pozitivan pol električnog polja, dok pozitivno nabijene vrste privlače negativan kraj. Neutralna vrsta može biti ionizirana ako je polje dovoljno jako. U protivnom to ne utječe.

Drugi faktor je veličina čestica. Mali ioni i molekule mogu se brže kretati kroz gel ili tekućinu od većih.

Dok nabijenu česticu privlači suprotan naboj u električnom polju, postoje i druge sile koje utječu na kretanje molekule. Trenje i sila elektrostatičke retardacije usporavaju napredak čestica kroz tekućinu ili gel. U slučaju elektroforeze gela, koncentracija gela može se kontrolirati radi određivanja veličine pora gel matrice, što utječe na pokretljivost. tekući pufer prisutan je i koji kontrolira pH okoline.

Kako se molekule povlače kroz tekućinu ili gel, medij se zagrijava. To može denaturirati molekule, kao i utjecati na brzinu kretanja. Napon se kontrolira kako bi se pokušalo minimizirati vrijeme potrebno za odvajanje molekula, istodobno održavajući dobro razdvajanje i zadržavajući netaknutu kemijsku vrstu. Ponekad se elektroforeza izvodi u hladnjaku kako bi se nadoknadila toplina.

Elektroforeza obuhvaća nekoliko srodnih analitičkih tehnika. Primjeri uključuju:

• elektroforeza afiniteta - Elektroforeza afiniteta je vrsta elektroforeze u kojoj se čestice odvajaju na temelju složene formacije ili biospecifične interakcije
• kapilarna elektroforeza - Kapilarna elektroforeza je vrsta elektroforeze koja se koristi za odvajanje iona ovisno uglavnom o atomskom radijusu, naboju i viskoznosti. Kao što ime sugerira, ova se tehnika obično izvodi u staklenoj cijevi. Donosi brze rezultate i odvajanje visoke rezolucije.
• gel elektroforeza - Gelna elektroforeza široko je korištena vrsta elektroforeze u kojoj se molekule odvajaju kretanjem kroz porozni gel pod utjecajem električnog polja. Dva glavna gel materijala su agaroza i poliakrilamid. Gel elektroforeza koristi se za odvajanje nukleinskih kiselina (DNA i RNA), fragmenata nukleinske kiseline i proteina.
• immunoelectrophoresis - Imunoelektroforeza je opći naziv koji se daje nizu elektroforetskih tehnika koje se koriste za karakterizaciju i odvajanje proteina na osnovu njihove reakcije na antitijela.
• elektrobloting - Elektroblotting je tehnika koja se upotrebljava za obnavljanje nukleinskih kiselina ili proteina nakon elektroforeze prenošenjem na membranu. Obično se koriste polimeri polivinililiden fluorid (PVDF) ili nitroceluloza. Nakon što se uzorak izvadi, može se dalje analizirati pomoću mrlja ili sondi. Western blot je jedan oblik elektroblokiranja koji se koristi za otkrivanje specifičnih proteina pomoću umjetnih antitijela.
• gel elektroforeza s pulsnim poljem - Elektroforeza s impulsnim poljem koristi se za odvajanje makromolekula, kao što je DNA, povremenim mijenjanjem smjera električnog polja primijenjenog na gel matricu. Razlog zbog kojeg se električno polje mijenja je taj što tradicionalna gel elektroforeza ne može učinkovito odvojiti jako velike molekule koje sve teže zajedno migriraju. Promjena smjera električnog polja daje molekulama dodatne upute za putovanje, pa imaju put kroz gel. Napon se uglavnom prebacuje između tri smjera: jedan se kreće duž osi gela, a dva na 60 stepeni u bilo koju stranu. Iako postupak traje duže od tradicionalne gel elektroforeze, bolje je odvojiti velike dijelove DNK.
• izoelektrično fokusiranje - Izoelektrično fokusiranje (IEF ili elektrofokusiranje) oblik je elektroforeze koja razdvaja molekule na temelju različitih izoelektričnih točaka. IEF se najčešće izvodi na proteinima jer njihov električni naboj ovisi o pH.