Lista zastosowań elektroforezy

Zawartość

• Jak działa proces
• Analiza DNA
• Interakcje białek i przeciwciał
• Testowanie antybiotyków
• Testowanie szczepionek

Rola energii elektrycznej w procesach biologicznych jest równie ważna, jak jej rola w technologii, i wykorzystana do celów naukowych na wiele subtelnych i interesujących sposobów. Jedną z technik szeroko stosowaną w biochemii jest elektroforeza, czyli wykorzystanie prądu elektrycznego do manipulowania cząsteczkami białka w różnych badaniach biomedycznych, celach diagnostycznych i produkcyjnych.

Jak działa proces

Cząsteczki organiczne często mają ładunek dodatni lub ujemny, co powoduje, że reagują na prąd elektryczny. Cząsteczki o ładunku dodatnim migrują w kierunku ujemnego pola pola, a cząsteczki o ładunku ujemnym migrują w kierunku bieguna dodatniego. Cząsteczki o większym ładunku mają tendencję do szybszego poruszania się i przemieszczania się dalej podczas ładowania ładunku. Jednak teyl również spowalnia tarcie, na które z kolei wpływa zarówno rozmiar i kształt cząsteczki, jak i środowisko użyte do testu. Kontrolując prąd elektryczny i tarcie dostarczane przez medium testowe, badacze mogą stworzyć warunki, które skutecznie oddzielają biomolekuły, dzięki czemu można je izolować i badać. Pozwala także badaczom na identyfikację różnic między cząsteczkami poprzez obserwację, na ile prąd wpływa na nie. Jest to przydatne narzędzie o wielu zastosowaniach eksperymentalnych i biomedycznych, ale kilka jest szczególnie godnych uwagi.

Analiza DNA

Jednym z wiodących zastosowań elektroforezy jest identyfikacja i badanie DNA i fragmentów DNA. DNA wyróżnia się spójnością swojego ładunku ujemnego, co oznacza, że ​​prąd elektryczny przykłada w przybliżeniu jednakową siłę do dowolnej części DNA. Pod tym ciśnieniem coraz większe fragmenty DNA zaczynają się oddzielać, ponieważ tarcie na podłoże testowe wpływa na nie inaczej. Pożywka, zwykle żel agarozowy lub żel akryloamidowy „zamraża” oddzielone segmenty w miejscu po usunięciu prądu, co pozwala na ich badanie w wysokiej rozdzielczości. Do żelu często dodaje się środki barwiące, takie jak bromek etydyny, aby ułatwić widzenie i interpretację wyników.

Interakcje białek i przeciwciał

Inną powszechną formą elektroforezy jest immunoelektroforeza, która analizuje obecność i zachowanie niektórych białek. Wiele schorzeń, w tym stwardnienie rozsiane, choroby nerek i niektóre nowotwory powodują powstawanie nieprawidłowych cząsteczek białka. Można je wykryć, wykonując elektroforezę na próbkach moczu lub krwi i obserwując wszelkie odchylenia od normalnych ilości i rodzajów białka. Immunoelektroforeza może być również stosowana do wykrywania określonych białek zwanych immunoglobulinami, które działają jak przeciwciała. Są one częścią układu odpornościowego organizmu i atakują obce białka, takie jak wirusy lub alergeny. Analiza tych przeciwciał może pomóc w identyfikacji nowych terapii w leczeniu tych najeźdźców, a także zapewnia wgląd w warunki, takie jak alergie i choroby autoimmunologiczne, które mogą wynikać z nieprawidłowo działających przeciwciał.

Testowanie antybiotyków

Elektroforeza odgrywa wiele roli w testowaniu antybiotyków. Jednym z najczęstszych jest testowanie czystości antybiotyku. Poprzez zastosowanie elektroforezy w roztworze zawierającym antybiotyk w postaci paska papieru nasączonego antybiotykiem lub kapilary - bardzo cienkiej probówki wypełnionej roztworem - naukowcy mogą odróżnić sam antybiotyk od wszelkich zanieczyszczeń. Mogą również określić, jak skoncentrowany jest antybiotyk, co ma kluczowe znaczenie dla stosowania dokładnych dawek. Badania nad antybiotykami obejmują dziedzinę testów genetycznych, identyfikując geny, które mogą wskazywać na oporność na określone antybiotyki.

Testowanie szczepionek

Podobnie jak w przypadku antybiotyków, elektroforeza jest przydatna zarówno w tworzeniu, jak i produkcji szczepionek. Celem szczepionki jest pomoc organizmowi w wytwarzaniu przeciwciał przeciwko potencjalnie niebezpiecznemu patogenowi, a elektroforeza jest przydatną metodą wykrywania tych przeciwciał. Naukowcy mogą wykorzystać tę technikę do porównania działania szczepionki lub wielu wersji szczepionki u dużej liczby badanych osób lub innych zmiennych. Po wyprodukowaniu szczepionki elektroforeza zapewnia również szybki i skuteczny sposób testowania partii produkcyjnych pod kątem konsystencji i czystości.