Elektroforézis - biológia
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Antibiotikumok baktériumoktól
Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója
Molekuláris iránytű a sejtek igazításához
Mi teszi a levelek öregedését ősszel
A keselyű gyöngytyúk demokráciája
Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek
| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés
A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Elektroforézis
Elektroforézis (elavult Kataforézis) a kolloid részecskék elektromos téren keresztüli vándorlását írja le. [1]
leírás
A migráció sebessége v arányos a térerősséggel az elektroforézis során E. és az ion töltés Q, fordítottan arányos a részecske sugarával r és viszkozitás η az anyag. A gélelektroforézisben a hordozóközegként használt gél részecske sugara és pórusmérete közötti arány is szerepet játszik, mert a gél molekulaszitaként működik, így a nagyobb részecske sugár erőteljesebben gátolja a migrációs sebességet, mint azt egyedül a viszkozitástól várnánk . A különféle iontöltés és a részecskesugár miatt az egyes anyagok (molekulák) a hordozóanyagon keresztül különböző sebességgel mozognak, és elektroforetikus mobilitásuknak megfelelően szétválnak. Ez az elektroforézist nagyon alkalmassá teszi anyagok keverékeinek (különösen molekulák keverékeinek) szétválasztására. Folyadékok, gélek (lásd gélelektroforézis, főleg poliakrilamiddal vagy agarózzal) vagy szilárd anyagok használhatók hordozóanyagként.
Az agarózgéleket főleg a DNS-fragmensek szétválasztására használják, míg a fehérjéket többnyire a poliakrilamid-gélek választják el. A fehérjékhez alkalmazott módszerek az SDS-PAGE és a Western Blot. A fehérjéket ikerionként kell kezelni további töltésekkel egy detergenssel, például nátrium-dodecil-szulfáttal. nátrium-dodecil-szulfát, Az SDS-ket azért töltjük be, hogy a heterogén töltéssűrűség szerinti szétválasztásból a molekulatömeg szerinti elválasztás felé haladjunk. SDS hozzáadásával és forralással (denaturálással) a fehérjék adszorbeálják a negatív töltésű nátrium-lauril-szulfát alifás végét kibontott hosszúságukkal arányosan (és a molekulatömeggel arányosan is). Körülbelül 1,4 gramm SDS kötődik fehérje grammhoz egy százalék SDS oldatban. Az SDS-molekulák negatív töltésű szulfátcsoportjai taszítják egymást, ami elősegíti a fehérjék kibontakozását (linearizálódását), feltéve, hogy a fehérje nem rendelkezik diszulfidhidakkal. Ezért a moláris tömeg meghatározásakor redukálószereket is adnak a diszulfidok tiolokká történő átalakításához. Mivel több száz negatív töltésű SDS molekula kötődik a fehérjemolekulákhoz, a fehérje belső töltése a gél alap pH-jában elhanyagolható.
Elektroforetikus mobilitás
Két elválasztandó részecske elektroforetikus mobilitásának különböznie kell az elektroforézissel történő elválasztás elérése érdekében. Az elektroforetikus mobilitás számos fizikai tényező összege, amely végső soron befolyásolja a részecske vándorlási sebességét az elektroforézis során. A részecskék mozgását előidéző általános mozgatóerő az erő F., egy részecskét bizonyos töltéssel befolyásolva q egy adott térerősségű elektromos mezőn belül E. művek.
Ezt kezdetben ellensúlyozza egy olyan erő, amely a $ \ eta $ viszkozitásból és a részecske méretéből származik (gömb alakú részecskék számára ideális: $ 6 \ cdot \ pi \ cdot r $), és a Stokes-törvény szerint kiszámítható.
$ F = 6 \ cdot \ pi \ cdot r \ cdot \ eta \ cdot v $
Az elméleti elektroforetikus mobilitás $ \ mu_ ^ 0 $ e két egyenletből adódik. Elméletileg abból az okból, hogy ez a két egyenlet csak idealizált, hordozó nélküli állapotra vonatkozik, végtelenül hígított (gyakorlatilag sómentes, ami azonban ellentmond az elektroforézis elvének, mivel sóionokra van szükség mobil töltéshordozókra) elektrolitokra. Feltételezzük továbbá, hogy a gyorsító erő megfelel a súrlódási erőnek, ezért állandó migrációs sebesség érvényesül.
A valódi rendszerekben más tényezők is vannak, például a hidráthéjak közötti súrlódás (elektroforetikus hatás), a töltéseloszlás deformációja, mint relaxáció az elektromos mezőben (disszipatív hatása, lásd az ionos atmoszférát), az elektrolit disszociációjának mértéke és a hordozóanyagon keresztüli hatások (molekulaszita, elektroozmózis és adszorpciós hatások).
Míg a hagyományos elméletek feltételezik, hogy egy részecske elektroforetikus aktivitása nettó töltést igényel a részecskén, a molekuladinamikai szimulációk új eredményei azt sugallják, hogy a felszínen lévő víz molekuláris szerkezete miatt még a töltés nélküli részecskék is elektroforetikus aktivitást mutathatnak. [2]
faj
- Folyamatos elektroforézis
- Gélelektroforézis
- Kapilláris elektroforézis
- Gradiens elektroforézis
- Impulzusos mező elektroforézis
- Sűrűségi gradiens elektroforézis (hordozó nélküli elektroforézis)
- Elektrofókuszálás
- Lipid elektroforézis
- Szérum elektroforézis
- kétdimenziós elektroforézis
- Szabad áramlású elektroforézis
- Az elektrozmózis elektroforetikus folyamatokban fordul elő
- Izoelektromos fókuszálás
- Migrációs elektroforézis
- SDS-PAGE (SDS poliakrilamid gélelektroforézis)
Alkalmazás
Az elektroforézist elsősorban analitikai módszerként alkalmazzák a biológiában és az orvostudományban. A legfontosabb alkalmazások közé tartozik a DNS-elemzés fragmentumok formájában és a DNS-szekvenálás. Itt alkalmazták a különböző hosszúságú molekulák elválasztását egymástól. A gél mért értékeinek meghatározásához, mint pl Speciális kiértékelő szoftvereket használnak, például szélességeket, moláris tömegeket, mennyiségi meghatározásokat vagy normalizálást. Az elektroforézis a fehérjék szétválasztásának és a proteomkutatás csúcstechnológiai folyamatainak alapját is képezi. Az eredmények grafikonja elektroferogram. Az analitikai módszerek mellett preparatív elektroforézis módszereket is használnak milligramm tisztított fehérje előállítására (ideértve a szabad áramlású elektroforézist is).
Egyéb műszaki alkalmazások:
- Elektronikus papír
- Katódikus merülő festés
- Elektrofiltrálás