Elektroforeesi vs. sähkökosmoosi
Fysikaaliset erotusmenetelmät, kuten suodatus, tislaus, pylväskromatografia, eivät ole helppoja menetelmiä eräiden molekyylien erottamiseksi. Elektroforeesi ja elektro-osmoosi ovat kaksi muuta erotustekniikkaa, joita voidaan käyttää varattujen hiukkasten erottamiseen.
Mikä on elektroforeesi?
Elektroforeesi on tekniikka molekyylien erottamiseksi niiden koon perusteella. Tämän erottamisen perustana on molekyylin varaus ja niiden kyky liikkua sähkökentässä. Tämä on molekyylibiologian yleisin ja tärkein tekniikka molekyylien, erityisesti DNA: n ja proteiinien, erottamiseksi. Tämä on enimmäkseen käytössä, koska se on suhteellisen helppoa ja halpaa. Elektroforeesilaite voi olla hieman monimutkainen, ja sen valmistaminen vie jonkin aikaa. Mutta voimme helposti valmistaa elektroforeesilaitteen laboratoriossa olevista asioista. Elektroforeesitekniikat voivat vaihdella tarkoituksistamme riippuen. Voimme käyttää yksiulotteista elektroforeesia DNA: n tai proteiinin erottamiseen. Kaksiulotteista elektroforeesia käytetään, kun tarvitaan enemmän erotettuja näytteitä (kuten sormenjälkien tapauksessa). Geeliä käytetään kantaja-aineena molekyylien erottamiseksi. Tämä geeli voidaan valmistaa litteinä levyinä tai putkina. Tämän menettelyn perusta on erottaa molekyylit riippuen niiden liikkumisnopeudesta geelin läpi, kun syötetään sähkökenttää. Negatiivisesti varautuneet molekyylit, kuten DNA, pyrkivät kulkemaan kohti positiivista napaa tässä sähkökentässä, kun taas positiivisesti varautuneet molekyylit pyrkivät kulkemaan negatiiviseen napaan. Elektroforeesissa käytetään kahden tyyppisiä geelejä agaroosina ja polyakryyliamidina. Näillä kahdella on erilainen ratkaisukyky. Geeli toimii seulana suodattaa erikokoiset molekyylit. Geeliin asetetut sähköstaattiset varaukset toimivat voimana. Tämän menettelyn perusta on erottaa molekyylit riippuen niiden liikkumisnopeudesta geelin läpi, kun syötetään sähkökenttää. Negatiivisesti varautuneet molekyylit, kuten DNA, pyrkivät kulkemaan kohti positiivista napaa tässä sähkökentässä, kun taas positiivisesti varautuneet molekyylit pyrkivät kulkemaan negatiiviseen napaan. Elektroforeesissa käytetään kahden tyyppisiä geelejä agaroosina ja polyakryyliamidina. Näillä kahdella on erilainen ratkaisukyky. Geeli toimii seulana suodattaa erikokoiset molekyylit. Geeliin asetetut sähköstaattiset varaukset toimivat voimana. Tämän menettelyn perusta on erottaa molekyylit riippuen niiden liikkumisnopeudesta geelin läpi, kun syötetään sähkökenttää. Negatiivisesti varautuneet molekyylit, kuten DNA, pyrkivät kulkemaan kohti positiivista napaa tässä sähkökentässä, kun taas positiivisesti varautuneet molekyylit pyrkivät kulkemaan negatiiviseen napaan. Elektroforeesissa käytetään kahden tyyppisiä geelejä agaroosina ja polyakryyliamidina. Näillä kahdella on erilainen ratkaisukyky. Geeli toimii seulana suodattaa erikokoiset molekyylit. Geeliin asetetut sähköstaattiset varaukset toimivat voimana. Näillä kahdella on erilainen ratkaisukyky. Geeli toimii seulana suodattaa erikokoiset molekyylit. Geeliin asetetut sähköstaattiset varaukset toimivat voimana. Näillä kahdella on erilainen ratkaisukyky. Geeli toimii seulana suodattaa erikokoiset molekyylit. Geeliin asetetut sähköstaattiset varaukset toimivat voimana.
Erotus riippuu ionien liikkuvuudesta.
F = fv = ZeE
V = ZeE / f
F = hiukkaseen vaikuttava voima
f = kitkakerroin
V = keskimääräinen siirtymisnopeus
Z = siirtyvän hiukkasen varaus
e = perusvaraus
E = sähkökentän voimakkuus
Tarvittavat olosuhteet elektroforeesille ovat suhteellisen yksinkertaisia. Geeliä valmistettaessa ja näytettä ajettaessa käytetään puskuria. Markkereita ja väriaineita käytetään visualisointitarkoituksiin.
Mikä on sähköosmoosi?
Tämä on prosessi, jolla neste siirretään materiaalin läpi käyttämällä sovellettua sähkökenttää. Liike voi tapahtua huokoisen materiaalin läpi, pitkin kapillaaria, kalvoa jne. Tätä voidaan käyttää erotustekniikkana (erityisesti kapillaarielektro-osmoosi). Nesteen nopeus on lineaarisesti verrannollinen sovellettuun sähkökenttään. Se riippuu myös kanavan rakentamiseen käytetystä materiaalista ja käytetystä ratkaisusta. Rajapinnassa ratkaisu ja materiaali ovat saaneet vastakkaisia varauksia, ja tämä tunnetaan sähköisenä kaksoiskerroksena. Kun liuokseen kohdistetaan sähkökenttä, sähköinen kaksoiskerros liikkuu tuloksena olevan Coulomb-voiman avulla. Tätä kutsutaan elektro-osmoottiseksi virtaukseksi.
Mitä eroa on elektroforeesilla ja elektroosmoosilla?
• Elektroforeesissa kiinteät hiukkaset (makromolekyylit, kuten nukleiinihapot tai proteiinit) siirretään sähkökentän avulla. Mutta sähköosmoosissa neste liikkuu.
• Elektroforeesissa kiinteä kantaja-aine on geeli. Mutta se on sähköosmoosi, se voi olla geeli, kalvo, kapillaari jne.
