Seznam aplikacij elektroforeze

Vsebina

• Kako deluje postopek
• Analiza DNK
• Interakcije proteinov in protiteles
• Testiranje antibiotikov
• Testiranje cepiv

Vloga električne energije v bioloških procesih je prav tako pomembna, kot je njena vloga v tehnologiji, na znanstveno uporabo pa je uporabljena na številne subtilne in zanimive načine. Ena od tehnik, ki se pogosto uporablja v biokemiji, je elektroforeza, uporaba električnega toka za manipuliranje beljakovinskih molekul za vrsto biomedicinskih raziskav, diagnostike in proizvodnje.

Kako deluje postopek

Organske molekule imajo pogosto pozitiven ali negativen naboj, zaradi česar se odzovejo na električni tok. Molekule s pozitivnim nabojem migrirajo proti negativnemu polju, molekule z negativnim nabojem pa selijo proti pozitivnemu polu. Molekule z večjim nabojem se hitreje premikajo in potujejo dlje, ko napolnimo. Vendar pa jih upočasni tudi trenje, na kar pa vplivata tako velikost in oblika molekule kot tudi medij, ki se uporablja za preskus. Z nadzorom električnega toka in trenja, ki ga zagotavlja preskusni medij, lahko raziskovalci ustvarijo pogoje, ki učinkovito ločijo biomolekule, tako da jih je mogoče izolirati in preučiti. Prav tako raziskovalcem omogoča, da ugotovijo razlike med molekulami, tako da opazujejo, koliko na njih vplivajo tokovi. Uporabno orodje z vrsto eksperimentalnih in biomedicinskih aplikacij, nekaj pa je še posebej opaznih.

Analiza DNK

Ena vodilnih uporab elektroforeze je pri identifikaciji in preučevanju fragmentov DNK in DNK. DNK je značilen po konsistentnosti negativnega naboja, kar pomeni, da električni tok uporablja približno enako silo na kateri koli del DNK. Pod tem pritiskom se večji in manjši delci DNK začnejo ločevati, ker trenje različno vpliva na preskusni medij. Medij, ponavadi agarozni gel ali akrilamidni gel, pri odstranjevanju toka "zamrzne" ločene segmente na mestu, kar omogoča njihovo pregledovanje pri visoki ločljivosti. V gel se pogosto dodajo obarvalna sredstva, kot je etidijev bromid, da bi lažje videli in razlagali rezultate.

Interakcije proteinov in protiteles

Druga pogosta oblika elektroforeze je imunoelektroforeza, ki analizira prisotnost in vedenje nekaterih proteinov. Številna zdravstvena stanja, vključno z multiplo sklerozo, ledvičnimi boleznimi in nekaterimi raki, povzročajo nastanek nenormalnih molekul beljakovin. Te lahko odkrijemo z elektroforezo na vzorcih urina ali krvi in ​​opazujemo odstopanje od običajnih količin in vrst beljakovin. Imunoelektroforezo lahko uporabimo tudi za odkrivanje specifičnih beljakovin, imenovanih imunoglobulini, ki delujejo kot protitelesa. To so del telesnega imunskega sistema in napadajo tuje beljakovine, kot so virusi ali alergeni. Analiza teh protiteles lahko pomaga pri prepoznavanju novih terapij za zdravljenje teh napadalcev in tudi vpogled v razmere, kot so alergije in avtoimunske motnje, ki so lahko posledica nepravilnega delovanja protiteles.

Testiranje antibiotikov

Elektroforeza ima pri testiranju antibiotikov številne vloge. Eden najpogostejših je testiranje čistosti antibiotika. Z uporabo elektroforeze na raztopini, ki vsebuje antibiotik v obliki papirnatega traku, prepojenega z antibiotikom ali kapilarno - zelo tanko cevjo - napolnjeno z raztopino, lahko raziskovalci ločijo med samim antibiotikom in kakršnimi koli nečistočami. Prav tako lahko ugotovijo, kako koncentriran je antibiotik, kar je ključno za uporabo natančnih odmerkov. Raziskave na antibiotike segajo v področje genskega testiranja in identificirajo gene, ki bi lahko kazali na odpornost na specifične antibiotike.

Testiranje cepiv

Kot pri antibiotikih je tudi elektroforeza uporabna tako pri ustvarjanju kot tudi pri proizvodnji cepiv. Namen cepiva je pomagati telesu, da ustvari protitelesa proti potencialno nevarnemu patogenu, elektroforeza pa je uporabna metoda za odkrivanje teh protiteles. Raziskovalci lahko s tehniko primerjajo učinek cepiva ali več različic cepiva pri večjem številu testnih oseb ali drugih spremenljivk. Ko je cepivo v proizvodnji, elektroforeza omogoča tudi hiter in učinkovit način preskušanja proizvodnih serij na doslednost in čistost.