Elektroforēze pret elektrozmozi
Fizikālās atdalīšanas metodes, piemēram, filtrēšana, destilācija, kolonnu hromatogrāfija, nav vieglas metodes, kad jāatdala dažas molekulas. Elektroforēze un elektrozmoze ir divas citas atdalīšanas metodes, kuras var izmantot, lai atdalītu uzlādētas daļiņas.
Kas ir elektroforēze?
Elektroforēze ir molekulu atdalīšanas paņēmiens, pamatojoties uz to lielumu. Šīs atdalīšanas pamatā ir molekulas lādiņš un to spēja pārvietoties elektriskajā laukā. Šī ir molekulārbioloģijā visizplatītākā un galvenā metode molekulu, īpaši DNS un olbaltumvielu, atdalīšanai. Tas galvenokārt tiek izmantots, jo tas ir salīdzinoši viegli un lēti. Elektroforēzes aparāts var būt nedaudz sarežģīts, un tā sagatavošana prasa zināmu laiku. Bet mēs varam viegli izgatavot elektroforēzes aparātu no lietām, kas mums ir laboratorijā. Elektroforēzes paņēmieni var atšķirties atkarībā no mūsu mērķiem. DNS vai olbaltumvielu atdalīšanai mēs varam izmantot vienas dimensijas elektroforēzi. Divdimensiju elektroforēzi izmanto, ja ir nepieciešami vairāk izšķirtu paraugu (piemēram, pirkstu drukāšanas gadījumā). Gelu izmanto kā nesēju molekulu atdalīšanai. Šo gēlu var pagatavot kā plakanas loksnes vai mēģenēs. Šīs procedūras pamatā ir molekulu atdalīšana atkarībā no to kustības ātruma caur gēlu, kad tiek piegādāts elektriskais lauks. Negatīvi lādētas molekulas, piemēram, DNS, šajā elektriskajā laukā mēdz virzīties uz pozitīvo polu, savukārt pozitīvi uzlādētās molekulas - uz negatīvo polu. Elektroforēzē kā agarozi un poliakrilamīdu izmanto divu veidu želejas. Šiem diviem ir atšķirīgas izšķirtspējas. Gēls darbojas kā siets, lai filtrētu dažādu izmēru molekulas. Gēlā iestatītie elektrostatiskie lādiņi darbojas kā spēks. Šīs procedūras pamatā ir molekulu atdalīšana atkarībā no to kustības ātruma caur gēlu, kad tiek piegādāts elektriskais lauks. Negatīvi lādētas molekulas, piemēram, DNS, šajā elektriskajā laukā mēdz virzīties uz pozitīvo polu, savukārt pozitīvi uzlādētās molekulas - uz negatīvo polu. Elektroforēzē kā agarozi un poliakrilamīdu izmanto divu veidu želejas. Šiem diviem ir atšķirīgas izšķirtspējas. Gēls darbojas kā siets dažādu izmēru molekulu filtrēšanai. Gēlā iestatītie elektrostatiskie lādiņi darbojas kā spēks. Šīs procedūras pamatā ir molekulu atdalīšana atkarībā no to kustības ātruma caur gēlu, kad tiek piegādāts elektriskais lauks. Negatīvi lādētas molekulas, piemēram, DNS, šajā elektriskajā laukā mēdz virzīties uz pozitīvo polu, savukārt pozitīvi uzlādētās molekulas - uz negatīvo polu. Elektroforēzē kā agarozi un poliakrilamīdu izmanto divu veidu želejas. Šiem diviem ir atšķirīgas izšķirtspējas. Gēls darbojas kā siets dažādu izmēru molekulu filtrēšanai. Gēlā iestatītie elektrostatiskie lādiņi darbojas kā spēks. Šiem diviem ir atšķirīgas izšķirtspējas. Gēls darbojas kā siets dažādu izmēru molekulu filtrēšanai. Gēlā iestatītie elektrostatiskie lādiņi darbojas kā spēks. Šiem diviem ir atšķirīgas izšķirtspējas. Gēls darbojas kā siets, lai filtrētu dažādu izmēru molekulas. Gēlā iestatītie elektrostatiskie lādiņi darbojas kā spēks.
Atdalīšana ir atkarīga no jonu mobilitātes.
F = fv = ZeE
V = ZeE / f
F = spēks, kas iedarbojas uz daļiņu
f = berzes koeficients
V = vidējais pārvietošanās ātrums
Z = migrējošās daļiņas lādiņš
e = elementārais lādiņš
E = elektriskā lauka stiprums
Nepieciešamie nosacījumi elektroforēzei ir salīdzinoši vienkārši. Gatavojot želeju un darbinot paraugu, tiek izmantots buferis. Vizualizācijas nolūkos tiek izmantoti marķieri un krāsvielas.
Kas ir elektro-osmoze?
Tas ir šķidruma pārvietošanas process pa materiālu, izmantojot pielietoto elektrisko lauku. Kustība var notikt caur porainu materiālu, gar kapilāru, membrānu utt. To var izmantot kā atdalīšanas tehniku (īpaši kapilāru elektrozmozi). Šķidruma ātrums ir lineāri proporcionāls pielietotajam elektriskajam laukam. Tas ir atkarīgs arī no materiāla, kas izmantots kanāla izveidošanai, un izmantotā risinājuma. Saskarē šķīdums un materiāls ir ieguvis pretējus lādiņus, un tas ir pazīstams kā elektrisks dubultslānis. Kad šķīdumam tiek piemērots elektriskais lauks, elektriskais divkāršais slānis pārvietojas ar iegūto Kulona spēku. To sauc par elektro-osmotisko plūsmu.
Kāda ir atšķirība starp elektroforēzi un elektrozmozi?
• Elektroforēzes laikā cietās daļiņas (makromolekulas, piemēram, nukleīnskābes vai olbaltumvielas) pārvieto, izmantojot elektrisko lauku. Bet elektro-osmozes laikā pārvietojas šķidrums.
• Elektroforēzes laikā cietais pamatnes materiāls ir gēls. Bet tas elektro-osmoze var būt gēls, membrāna, kapilārs utt.
