Электрофорез - это способ разделения биологических молекул в электрическом поле, основанный на том факте, что разные молекулы имеют разные естественные электрические заряды, связанные с ними. Это заставляет различные компоненты вещества двигаться с разными скоростями под воздействием электрического поля. Представьте себе, что на подносе есть коллекция маленьких кусочков разных металлов, и на один конец подноса положили магнит. Различные куски металла (эквивалентные "молекулам") будут притягиваться к магниту в разной степени в зависимости от их удельных зарядов. По сути, это то, что происходит при электрофорезе, за исключением того, что молекулы изначально не разделены.

Различные виды электрофореза сегодня практикуются.

Принцип электрофореза

Причиной работы электрофореза является одно из фундаментальных уравнений физики электромагнетизма: сила равна электрическому заряду, умноженному на напряженность поля в этой точке. Это принимает форму:

F = qE

Где F = сила, q = электрический заряд и E = напряженность электрического поля.

Это уравнение подразумевает, что чем выше заряд на частице, тем сильнее сила, возникающая в результате приложения данного электрического поля. Это означает, что две частицы с одинаковой массой, но разными зарядами будут двигаться с разной скоростью через поле. Кроме того, скорость, с которой движется любая заряженная молекула, зависит от ее отношения заряда к массе. Вместе эти свойства и отношения позволяют ученым разделить компоненты критических биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты, на их более мелкие компоненты.

Гель-электрофорез

Используются три основных типа гель-электрофореза. Электрофорез крахмального геля, который использует гранулы картофельного крахмала, является чем-то вроде реликвии. При электрофорезе в агарозном геле в качестве среды используется очищенный полисахарид с большой молекулярной массой; это обычно используется для больших молекул ДНК. Электрофорез в полиакриламидном геле является наиболее распространенным типом, потому что он чрезвычайно стабилен и работает в широком диапазоне концентраций молекул.

Менее распространенные виды электрофореза

Гель-электрофорез в некотором роде предпочтителен в большинстве экспериментальных ситуаций. Другие распространенные методы включают электрофорез высокого разрешения, капиллярный электрофорез, изоэлектрическое фокусирование, иммунохимический электрофорез, двумерный электрофорез и электрофорез в импульсном поле.

Типы установок электрофореза

Инструменты электрофореза имеют такое же большое значение, как и конкретная используемая среда. В старые времена пограничный электрофорез был стандартом. В этой экспериментальной установке измеряется скорость движения всей границы мигрирующих молекул. Сегодня зональный электрофорез является более распространенным явлением, когда молекулы мигрируют в разные области или зоны на небольшом участке бумаги. Это более целенаправленный подход, чем пограничный электрофорез. Наконец, бумажный электрофорез иногда используется для небольших молекул.