Дефиниција и објашњење електрофорезе

Електрофореза је термин који се користи за описивање кретања честица унутра гел или течност у релативно једноличном електричном пољу. Електрофореза се може користити за одвајање молекула на основу набоја, величине и афинитета везивања. Техника се углавном примењује за одвајање и анализу биомолекула, као што су ДНК, РНА, протеини, нуклеинске киселинес, плазмиде и фрагменте ове макромолекуле. Електрофореза је једна од техника која се користи за идентификацију изворне ДНК, као у тестирању очинства и судској медицини.

Електрофореза аниона или се називају негативно наелектрисане честице анафореза. Електрофореза катиони или се позивају позитивно наелектрисане честице катафореза.

Електрофорезу је први пут приметио 1807 Фердинанд Фредериц Реусс са Московског државног универзитета, који је приметио честице глине које су мигрирале у води изложене непрекидном електричном пољу.

Кључни кораци: Електрофореза

У електрофорези постоје два примарна фактора који контролишу брзину кретања честица и у ком правцу. Прво, питање у узорку је важно. Негативно наелектрисане врсте привлаче се на позитиван пол електричног поља, док позитивно набијене врсте привлаче негативан крај. Неутрална врста може бити јонизована ако је поље довољно јако. У супротном, то не утиче на то.

Други фактор је величина честица. Мали јони и молекули могу се кретати кроз гел или течност много брже од већих.

Док наелектрисану честицу привлачи супротан набој у електричном пољу, постоје и друге силе које утичу на кретање молекула. Трење и сила електростатичке ретардације успоравају напредак честица кроз течност или гел. У случају гел електрофорезе, концентрација гела може да се контролише ради одређивања величине пора гел матрикса, што утиче на покретљивост. А течни пуфер такође је присутан, који контролише пХ окружења.

Како се молекули повлаче кроз течност или гел, медијум се загрева. Ово може денатурирати молекуле, као и утицати на брзину кретања. Напон се контролише како би се покушало свести време потребно за одвајање молекула, истовремено одржавајући добро одвајање и одржавајући хемијску врсту нетакнутом. Понекад се електрофореза изводи у фрижидеру да помогне компензацији топлоте.

Електрофореза обухвата неколико сродних аналитичких техника. Примери укључују:

• афинитетна електрофореза - Електрофореза афинитета је врста електрофорезе у којој се честице одвајају на основу сложене формације или биоспецифичне интеракције
• капиларна електрофореза - Капиларна електрофореза је врста електрофорезе која се користи за одвајање јона у зависности углавном од атомског радијуса, набоја и вискозитета. Као што име каже, ова се техника обично изводи у стакленој цеви. Даје брзе резултате и одвајање високе резолуције.
• гел електрофореза - Гел електрофореза је широко коришћена врста електрофорезе у којој се молекули одвајају кретањем кроз порозни гел под утицајем електричног поља. Два главна гел материјала су агароза и полиакриламид. Гел електрофореза се користи за одвајање нуклеинских киселина (ДНК и РНК), фрагмената нуклеинске киселине и протеина.
• имуноелектрофореза - Имуноелектрофореза је опште име које се даје разним електрофоретским техникама које се користе за карактеризацију и одвајање протеина на основу њихове реакције на антитела.
• електроблоттинг - Електроблоттинг је техника која се користи за обнављање нуклеинских киселина или протеина након електрофорезе преношењем на мембрану. Обично се користе полимери поливинилиден флуорид (ПВДФ) или нитроцелулоза. Након што се узорак извади, може се даље анализирати помоћу мрља или сонди. Вестерн блот је један облик електроблокирања који се користи за детекцију специфичних протеина уз помоћ вештачких антитела.
• електрофореза гела са пулсним пољем - Електрофореза са импулсним пољем користи се за одвајање макромолекула, као што је ДНК, повременим мењањем смера електричног поља примењеног на гел матрицу. Разлог због којег се електрично поље мења је тај што традиционална гел електрофореза није у стању да ефикасно одвоји веома велике молекуле које све имају тенденцију да мигрирају заједно. Промена смера електричног поља даје молекулима додатна упутства за путовање, па имају пут кроз гел. Напон се углавном пребацује између три правца: један се креће дуж осе гела и два на 60 степени у обе стране. Иако процес траје дуже од традиционалне гел електрофорезе, боље је одвојити велике делове ДНК.
• изоелектрично фокусирање - Изоелектрично фокусирање (ИЕФ или електрофокусирање) је облик електрофорезе који одваја молекуле на основу различитих изоелектричних тачака. ИЕФ се најчешће изводи на протеинима јер њихов електрични набој зависи од пХ.