Gelelektroforese is een techniek waarbij biologische moleculen van elkaar worden gescheiden en geïdentificeerd in biologisch onderzoek of medische diagnostiek. Sinds hun ontwikkeling in de jaren 1970 waren deze technieken van onschatbare waarde bij het identificeren van genen (DNA) en genproducten (RNA en eiwit) van onderzoeksbelangen. In de afgelopen jaren zijn nieuwere technieken naar voren gekomen die meer specificiteit en details geven over wat er in levende systemen gebeurt. Hoewel deze elektroforese technieken niet hebben verdrongen, en geavanceerde manipulaties de levensvatbaarheid van de techniek kunnen vergroten, is het belangrijk om te realiseren wat gelelektroforese wel en niet kan.

Electrophorres heeft beperkte steekproefanalyse

Elektroforese is specifiek voor het weefsel dat u hebt gesampled. Als u bijvoorbeeld een Southern-blot (een soort elektroforese) uitvoert op een wangendoekje, kijkt u naar genen uit de epitheelcellen van uw wang en nergens anders in uw lichaam. Soms kan dit nuttig zijn, maar onderzoekers zijn vaak geïnteresseerd in meer wijdverspreide effecten.

Technieken zoals in-situ-hybridisatie (ISH) kunnen een stuk weefsel nemen en genexpressie analyseren in elk klein gebied van dat monster. . Onderzoekers kunnen dus elk hersengebied in een monster met ISH bekijken, terwijl elektroforese technieken slechts een paar gebieden tegelijk kunnen bekijken.

Elektroforese-metingen zijn niet precies

Gelelektroforese kan effectief afzonderlijke eiwitten scheiden met verschillende gewichten (dit is een techniek die Western-blotting wordt genoemd). Het kan ze meer precies scheiden door een techniek die bekend staat als 2d elektroforese; dit is gebruikelijk in proteomics.

Helaas zijn alle metingen die met deze techniek worden uitgevoerd, op zijn best semi-kwantitatief. Om de precieze massa (gewicht) van eiwitten te verkrijgen, moet massaspectroscopie worden toegepast nadat het eiwit door elektroforese is gezuiverd. Verder is het vergelijken van de relatieve hoeveelheden van verschillende moleculen afhankelijk van de banddichtheid (duisternis) van verschillende vlekken op de gel. Deze methode heeft een zekere mate van fouten en monsters worden meestal meerdere keren uitgevoerd om schone resultaten te krijgen.

Aanzienlijk startvoorbeeld is vereist

Elektroforese is een techniek voor het isoleren en visueel identificeren van verschillende biomoleculen. Dit wordt gedaan door een elektrische stroom door de gel te voeren naar gescheiden geladen moleculen met verschillende gewichten. Als het molecuul waarin je geïnteresseerd bent niet algemeen genoeg is, zal de band vrijwel onzichtbaar en moeilijk te meten zijn.

DNA en RNA kunnen enigszins worden geamplificeerd voordat elektroforese wordt uitgevoerd, maar het is niet praktisch om te doen dit met eiwitten. Daarom is een groot weefselmonster nodig om deze assays uit te voeren. Dit kan de bruikbaarheid van de techniek beperken, vooral bij medische analyse. Het is vrijwel onmogelijk om elektroforese uit te voeren op monsters uit een enkele cel; flowcytometrie en immunohistochemie worden vaker gebruikt om de cel-voor-cel expressie van eiwitten te beoordelen. Een techniek die PCR wordt genoemd, is uitstekend in het nauwkeurig meten van kleine hoeveelheden RNA.

Alleen bepaalde moleculen kunnen worden weergegeven

Elektroforese is uitstekend voor het scheiden en identificeren van middelgrote tot grote biomoleculen. Veel van de moleculen waarnaar onderzoekers willen kijken zijn echter kleiner; kleine hormonen, neurotransmitters en ionen kunnen niet worden gemeten door elektroforese. Dit is om twee redenen: ze reageren niet correct met de elektroforesevoorbereiding (meestal een techniek genaamd SDS-PAGINA) en, zelfs als ze dat wel deden, ze zijn te klein om goed te scheiden en zouden de onderkant van de gel naar buiten rollen. Deze moleculen worden in plaats daarvan gemeten met technieken zoals RIAA's (radio-immunoassays) en ELISA's (enzymgekoppelde immunosorbenttest).

Elektroforese is lage doorvoerwaarde

Gelelektroforese is over het algemeen lage doorvoer, wat betekent dat het niet niet bijzonder snel gegevens produceren. Contrast-elektroforese, waarbij u naar een klein handvol RNA-moleculen tegelijk kunt kijken, met PCR (polymerasekettingreactie), die tegelijkertijd duizenden monsters kan beoordelen. Op dezelfde manier kan flowcytometrie metingen uitvoeren van duizenden afzonderlijke cellen en complexe correlaties maken, terwijl elektroforese massaal naar cellen kijkt en dergelijke fijne onderscheidingen niet kan maken. PCR en flowcytometrie vertegenwoordigen respectievelijk massaal parallelle en seriële processen en beide zijn veel groter dan de mogelijkheden van elektroforese om onderzoeksgegevens te genereren.