Hensikten med elektroforese

Elektroforese er en "kraftig og rimelig molekylær separasjonsteknikk," som det fremgår av Dr. William H. Heidcamp, i cellebiologi Laboratory Manual. Forskjellige grunner foreligger for å utføre elektroforese inkludert ikke-invasiv binding til molekyler og visualisering av molekylet separasjon. Generelle, tar sikte på elektroforese for å gi en nøyaktig måte å analysere substanser, for eksempel blod og DNA (deoksyribonukleinsyre), som er vanskelige å separere ved bruk av konvensjonelle metoder.

Definisjon

Elektroforese er en empirisk teknikk som brukes ved separasjon av ladede molekyler (positive og negative), slik som celler og proteiner, i henhold til deres respons på elektrisk strøm.

Flere faktorer påvirker elektroforese, inkludert netto kostnad, masse av molekylet, buffer og elektro medier som papir eller gel. I elektroforese, molekylene bevege seg mot motsatt ladning; for eksempel, et protein med en positiv netto ladning bevege seg mot den negative siden av den elektrofore medium. Videre molekyler med mindre masse beveger seg raskere eller separat raskere enn molekyler med større masse.

Historie

I 1937, en svensk forsker ved navn Arne Tiselius utviklet et apparat for å måle bevegelsen av proteinmolekyler, kalt bevegelige Boundary apparat. Dette er en U-formet apparat som bruker et vandig medium for separering av proteinmolekyler.

I 1940 ble innført sone-elektroforese, som benytter et fast medium (for eksempel gel) og tillater farging for bedre oppløsning eller visualisering av separasjon av molekyler.

Deretter i 1960 ble kapillær elektroforese utviklet for å tilveiebringe en allsidig elektroforese teknikk. Denne type elektroforese tillater separering av molekyler ved hjelp av vandige og faste medier.

Molecule Binding

Elektroforese, ved hjelp av medier, med hensikt å samhandle med molekyler i en ikke-invasiv måte. For eksempel, gel medier binder til proteinmolekyler uten å forstyrre proteinenes struktur og funksjon. Etter binding til molekyler, blir bevegelse eller adskillelse initiert ved å legge elektrisk strøm. Videre er det også mulig å gjenvinne de molekyler bundet til mediet etter elektroforese.

Høy oppløsning Separasjon

Elektroforese er utformet for å visualisere separasjon av molekyler. Dette oppnås ved forskjellige fremgangsmåter, inkludert farging og autoradiografi.

Autoradiografi benytter røntgenfilmer for å visualisere plasseringen av radioaktive molekyler (f.eks DNA) etter separasjon. Denne typen visualisering kan sammenlignes med å ta bilder, hvor x-ray er som en kamerablits og x-ray film er som filmen brukes i utviklingen av svart-hvitt-bilder. I elektroforese, er bilder av molekyler som proteiner i blodet utviklet ved hjelp av autoradiografi.

I flekker, er fargestoffer som coomassie blå og amido svart blandet med molekyler, før eller etter separasjonsprosessen. For eksempel vil blande proteiner med Coomasie fargestoff før elektroforese, hvilket ga farget baner (små prikker eller streker) som viser bevegelsen av protein under separasjonen.

Kvantitativ analyse

En annen hensikt med elektroforese er å oppnå kvantitativ informasjon etter å visualisere separasjon av molekyler. For å oppnå kvantitative data, for eksempel programvare for bildeanalyse (2D og 3D-rendring programvare) registrerer resultatene av elektroforese som digitale signaler. Disse signalene representerer molekylene posisjon før og etter elektroforese, og blir så brukt for kvantitativ analyse 'in silico' (med bruk av en datamaskin).