Elektrofores är en "kraftfull och billig molekylär separationsteknik", enligt doktor William H. Heidcamp, i Cell Biology Laboratory Manual. Olika skäl finns för att utföra elektrofores inklusive icke-invasiv bindning till molekyler och visualisering av molekylseparation. Sammanfattningsvis syftar elektrofores till att ge ett korrekt sätt att analysera ämnen, såsom ditt blod och DNA (deoxiribonukleinsyra, som är svåra att separera med konventionella metoder.

Definition

Elektrofores är en empirisk teknik Används vid separering av laddade molekyler (positiva och negativa), såsom celler och proteiner, enligt deras svar i elektrisk ström.

Flera faktorer påverkar elektrofores, inklusive nettoladdning, molekylmassa, buffert och elektroforetiska medier som papper eller gel. I elektrofores flyttar molekylerna mot motsatt laddning, till exempel flyttar ett protein med en positiv nettladdning mot den negativa sidan av det elektroforetiska mediet. Dessutom rör molekyler med mindre massa snabbare eller separera snabbare än molekyler med större massa

Historia

En svensk forskare vid namn Arne Tiselius utvecklade 1937 en apparat för att mäta rörelsen av proteinmolekyler, som kallas Moving Boundary apparat. Detta är en U-formad apparat som använder ett vattenhaltigt medium för att separera proteinmolekyler.

I 1940 introducerades zonelektrofores, som använder ett fast medium (t.ex. gel) och tillåter färgning för bättre upplösning eller visualisering av separationen av molekyler.

Sedan 1960 utvecklades kapillärelektroforesen för att ge en mångsidig elektrofores teknik. Denna typ av elektrofores möjliggör separation av molekyler med användning av vattenhaltiga och fasta medier.

Molekylbindning

Elektrofores, med hjälp av medium, verkar interaktivt med molekyler på ett icke invasivt sätt. Till exempel binder gelmedier till proteinmolekyler utan att störa proteinets struktur och funktion. Efter bindning till molekyler initieras rörelse eller separation genom att applicera elektrisk ström. Vidare är det också möjligt att återvinna molekylerna bundna till mediet efter elektrofores.

Högupplöst separation

Elektrofores är konstruerad för att visualisera separationen av molekyler. Detta uppnås genom olika metoder, inklusive färgning och autoradiografi.

Autoradiografi använder röntgenfilmer för att visualisera läget för radioaktiva molekyler (t ex DNA) efter separation. Denna typ av visualisering är jämförbar med att ta bilder, där röntgenbilden är som en kamerablixt och röntgenfilmen är som den film som används för att utveckla svartvita foton. Vid elektrofores utvecklas bilder av molekyler som proteiner i ditt blod med hjälp av autoradiografi.

Vid färgning blandas färgämnen som coomassieblått och amido svart med molekyler före eller efter separationsprocessen. Blandning av proteiner med koomationsfärg före elektrofores kommer till exempel att ge färgade vägar (små prickar eller linjer) som visar proteinrörelsen under separation.

Kvantitativ analys

Ett annat syfte med elektrofores är att erhålla kvantitativ information efter visualisering av separation av molekyler. För att erhålla kvantitativa data registrerar exempelvis bildanalysprogramvara (2D- och 3D-renderingsprogram) resultaten av elektrofores som digitala signaler. Dessa signaler representerar molekylernas position före och efter elektrofores och används sedan för kvantitativ analys "i silico" (med användning av en dator).