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電泳的目的

電泳是一種功能強大且便宜的分子分離技術。存在進行電泳的各種原因,包括與分子的非侵入性結合和分子分離的可視化。總體而言,電泳的目的是提供一種分析物質的準確方法,例如您的血液和DNA(脫氧核糖核酸),這些物質很難用常規方法分離。

定義

電泳是一種經驗技術,用于根據電流中的響應分離諸如細胞和蛋白質等帶電分子(正負)。

影響電泳的因素有很多,包括凈電荷,分子質量,緩沖液和電泳介質,如紙或凝膠。在電泳中,分子向相反的電荷移動;例如,具有正凈電荷的蛋白質會向電泳介質的負極移動。此外,質量較小的分子比質量較大的分子運動更快或分離更快。

歷史

1937年,一位名為Arne Tiselius的瑞典科學家開發了一種用于測量蛋白質分子運動的儀器,稱為“移動邊界儀器”。這是一種使用水介質分離蛋白質分子的U形設備。

1940年,引入了區域電泳法,該方法使用固體介質(例如凝膠),并允許染色以實現更好的分辨率或可視化分子分離。

然后在1960年,毛細管電泳技術得以發展,以提供一種通用的電泳技術。這種電泳允許使用水性和固態介質分離分子。

分子結合

使用介質的電泳有意以非侵入性方式與分子相互作用。例如,凝膠介質與蛋白質分子結合而不會破壞蛋白質的結構和功能。與分子結合后,通過施加電流開始移動或分離。此外,也可以在電泳后回收結合至培養基的分子。

高分辨率分離

電泳儀旨在可視化分子的分離。這可以通過各種方法來實現,包括染色和放射自顯影。

放射自顯影使用X射線膠片在分離后可視化放射性分子(例如DNA)的位置。這種類型的可視化效果可與拍照相媲美,其中X射線就像照相機閃光燈,而X射線膠片像是用于沖洗黑白照片的膠片。在電泳中,血液中的蛋白質等分子的照片是使用放射自顯影技術顯影的。

在染色中,在分離過程之前或之后,將諸如考馬斯藍和酰胺黑的染料與分子混合。例如,在電泳前將蛋白質與考馬斯染料混合會產生染色的路徑(小點或線),顯示蛋白質在分離過程中的運動。

定量分析

電泳儀的另一個目的是在可視化分子分離后獲得定量信息。為了獲得定量數據,例如,圖像分析軟件(2D和3D渲染軟件)將電泳結果記錄為數字信號。這些信號代表分子在電泳之前和之后的位置,然后被用于“計算機”定量分析(使用計算機)。

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