Elektroforese is een "krachtige en goedkope moleculaire scheidingstechniek", zoals vermeld door Dr. William H. Heidcamp, in de Cell Biology Laboratory Manual. Er zijn verschillende redenen om elektroforese uit te voeren, waaronder niet-invasieve binding aan moleculen en visualisatie van molecuulscheiding. Over het algemeen streeft elektroforese naar een nauwkeurige manier om stoffen te analyseren, zoals uw bloed en DNA (deoxyribonucleïnezuur, die moeilijk te scheiden zijn met behulp van conventionele methoden.

Definitie

Elektroforese is een empirische techniek gebruikt in de scheiding van geladen moleculen (positief en negatief) zoals cellen en eiwitten, volgens hun reactie in elektrische stroom.

Verschillende factoren beïnvloeden elektroforese, inclusief netto lading, massa van molecuul, buffer en elektroforetische media zoals papier of gel. Bij elektroforese bewegen moleculen naar de tegengestelde lading, bijvoorbeeld, een eiwit met een positieve nettolading beweegt naar de negatieve kant van het elektroforetische medium Verder bewegen moleculen met kleinere massa sneller of scheiden ze sneller dan moleculen met een grotere massa .

Geschiedenis

In 1937 ontwikkelde een Zweedse wetenschapper, Arne Tiselius, een apparaat voor het meten van de beweging van eiwitmoleculen, genaamd Moving Boundary inrichting. Dit is een U-vormig apparaat dat een waterig medium gebruikt voor het scheiden van eiwitmoleculen.

In 1940 werd zone-elektroforese geïntroduceerd, die een vast medium (bijv. Gel) gebruikt en kleuring mogelijk maakt voor een betere resolutie of visualisatie van de scheiding van moleculen.

Toen in 1960 de capillaire elektroforese werd ontwikkeld om een ​​veelzijdige elektroforese-techniek te bieden. Dit type elektroforese maakt scheiding van moleculen mogelijk met behulp van waterige en vaste media.

Molecuulbinding

Elektroforese, met behulp van mediums, heeft opzettelijk een wisselwerking met moleculen op een niet-invasieve manier. Gelmedia binden bijvoorbeeld aan eiwitmoleculen zonder de structuur en functie van het eiwit te verstoren. Na binding aan moleculen wordt beweging of scheiding geïnitieerd door elektrische stroom aan te leggen. Verder is het ook mogelijk om de moleculen terug te vinden die aan het medium zijn gebonden na elektroforese.

Hoge resolutie scheiding

Elektroforese is ontworpen om de scheiding van moleculen te visualiseren. Dit wordt bereikt door verschillende methoden, waaronder kleuring en autoradiografie.

Autoradiografie maakt gebruik van röntgenfilms om de positie van radioactieve moleculen (bijv. DNA) na scheiding te visualiseren. Dit type visualisatie is vergelijkbaar met het maken van foto's, waarbij de röntgenfoto lijkt op een flits van een camera en de röntgenfilm vergelijkbaar is met de film die wordt gebruikt bij de ontwikkeling van zwart-witfoto's. Bij elektroforese worden foto's van moleculen zoals eiwitten in je bloed ontwikkeld met autoradiografie.

Bij kleuring worden kleurstoffen zoals Coomassie Blue en Amido Black gemengd met moleculen, voor of na het scheidingsproces. Het mengen van eiwitten met coomasiekleurstof voorafgaand aan elektroforese zal bijvoorbeeld gekleurde stroken (kleine stippen of lijnen) opleveren die de beweging van eiwit tijdens scheiding tonen.

Kwantitatieve analyse

Een ander doel van elektroforese is het verkrijgen van kwantitatieve informatie na visualisatie van de scheiding van moleculen. Om kwantitatieve gegevens te verkrijgen, bijvoorbeeld, registreert beeldanalysesoftware (2D- en 3D-rendering software) de resultaten van elektroforese als digitale signalen. Deze signalen vertegenwoordigen de positie van de moleculen vóór en na elektroforese en worden vervolgens gebruikt voor kwantitatieve analyse 'in silico' (met behulp van een computer).