Електрофореза - Биология

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

Антибиотици от бактерии

Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин

Молекулярен компас за подравняване на клетките

Какво кара листата да стареят през есента

Демокрацията на лешоядите токачки

Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи

| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство

Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

Електрофореза

електрофореза

Електрофореза (остаряло Катафореза) описва миграцията на колоидни частици през електрическо поле. [1]

описание

Скоростта на миграция v е пропорционална на силата на полето при електрофореза Д. и йонният заряд Въпрос:, обратно пропорционална на радиуса на частицата r и вискозитет η на веществото. При гел електрофорезата съотношението между радиуса на частиците и размера на порите на гела, използван като носител, също играе роля, тъй като гелът действа като молекулярно сито, така че по-големият радиус на частиците има по-силен инхибиращ ефект върху скоростта на миграция, отколкото би се очаквало само от вискозитета . Поради различния йонен заряд и радиуса на частиците, отделните вещества (молекули) се движат с различна скорост през носещия материал и постигат разделяне според тяхната електрофоретична подвижност. Това прави електрофорезата много подходяща за разделяне на смеси от вещества (особено смеси от молекули). Течности, гелове (виж гел електрофореза, предимно с полиакриламид или агароза) или твърди вещества могат да се използват като носител.

Агарозните гелове се използват главно за разделяне на ДНК фрагменти, докато протеините обикновено се разделят в полиакриламидни гелове. Методите, използвани за протеини, са SDS-PAGE и Western Blot. Протеините, като цвиттериони с допълнителни заряди, трябва да бъдат обработени с детергент като натриев додецил сулфат. натриев додецил сулфат, SDS) се зареждат, за да се премине от разделяне според хетерогенните плътности на заряда към разделяне според молекулната маса. Чрез добавяне на SDS и кипене (денатуриране) протеините адсорбират алифатния край на отрицателно заредения натриев лаурил сулфат пропорционално на разгънатата им дължина (а също и пропорционално на молекулната маса). Около 1,4 грама SDS се свързват на грам протеин в един процент разтвори на SDS. Отрицателно заредените сулфатни групи на молекулите на SDS се отблъскват, което насърчава разгъването (линеаризацията) на протеините, при условие че протеинът няма дисулфидни мостове. Следователно, когато се определя моларната маса, се добавят и редуциращи агенти за превръщане на дисулфидите в тиоли. Тъй като няколкостотин отрицателно заредени SDS молекули се свързват с протеиновите молекули, вътрешният заряд на протеините в основното pH на гела може да бъде пренебрегнат.

Електрофоретична мобилност

Електрофоретичната подвижност на две частици, които трябва да се разделят, трябва да е различна, за да се постигне разделяне посредством електрофореза. Електрофоретичната подвижност е сумата от много физически фактори, които в крайна сметка влияят на скоростта, с която частицата мигрира по време на електрофорезата. Общата движеща сила, която причинява движението на частиците, е силата F., засягащ частица с определен заряд q в рамките на електрическо поле с дадена сила на полето Д. върши работа.

Това първоначално се противодейства от сила, която се получава от вискозитета $ \ eta $ и размера на частицата (идеализирана за сферични частици: $ 6 \ cdot \ pi \ cdot r $) и може да бъде изчислена съгласно закона на Стокс.

$ F = 6 \ cdot \ pi \ cdot r \ cdot \ eta \ cdot v $

Теоретичната електрофоретична мобилност $ \ mu_ ^ 0 $ е резултат от тези две уравнения. Теоретично поради причината, че тези две уравнения се отнасят само до идеализирано състояние без носител с безкрайно разредено (практически безсолно, което обаче противоречи на принципа на електрофорезата, тъй като солевите йони са необходими като мобилни носители на заряд) електролити. Освен това се приема, че ускоряващата сила съответства на силата на триене и следователно преобладава постоянна скорост на миграция.

В реалните системи има и други фактори като триенето между хидратните черупки (електрофоретичен ефект), деформацията на разпределението на заряда като релаксация в електрическото поле (дисипативен ефект, виж йонна атмосфера), степента на дисоциация на електролита и ефектите през носещия материал (молекулно сито, електроосмоза и адсорбционни ефекти).

Докато традиционните теории предполагат, че електрофоретичната активност на частица изисква нетен заряд върху частицата, новите резултати от симулациите на молекулярна динамика предполагат, че поради молекулярната структура на водата на повърхността, дори незаредени частици могат да показват електрофоретична активност. [2]

видове

  • Прекъсната електрофореза
  • Гел електрофореза
  • Капилярна електрофореза
  • Градиентна електрофореза
  • Електрофореза с импулсно поле
  • Електрофореза с градиент на плътността (електрофореза без носител)
  • Електрофокусиране
  • Липидна електрофореза
  • Серумна електрофореза
  • двуизмерна електрофореза
  • Електрофореза със свободен поток
  • Електроосмозата възниква при електрофоретични процеси
  • Изоелектрично фокусиране
  • Миграционна електрофореза
  • SDS-PAGE (SDS електрофореза в полиакриламиден гел)

приложение

Електрофорезата се използва главно като аналитичен метод в биологията и медицината. Най-важните приложения включват ДНК анализ под формата на фрагменти и ДНК секвениране. Тук се използва възможността за разделяне на молекули с различна дължина една от друга. За да се определят измерените стойности на гел като Използва се специализиран софтуер за оценка, например ширини, моларни маси, количествени оценки или нормализиране. Електрофорезата също формира основата за разделяне на протеините и за високотехнологичните процеси на изследване на протеоми. Графиката на резултатите е електроферограма. В допълнение към аналитичните методи се използват и препаративни методи за електрофореза за получаване на милиграми пречистени протеини (включително електрофореза със свободен поток).

Други технически приложения:

  • Електронна хартия
  • Катодно потапяне
  • Електрофилтрация