Електрофореза срещу електроосмоза
Методите за физическо разделяне като филтриране, дестилация, колонна хроматография не са лесни методи, когато става дума за разделяне на някои молекули. Електрофорезата и електроосмозата са две други техники за разделяне, които могат да се използват за разделяне на заредени частици.
Какво е електрофореза?
Електрофорезата е техника за разделяне на молекули въз основа на техните размери. Основен за това разделяне е зарядът на молекулата и способността им да се движат в електрическо поле. Това е най-често срещаната и основна техника в молекулярната биология за разделяне на молекули, особено ДНК и протеини. Това се използва най-вече, защото е сравнително лесно и евтино. Апаратът за електрофореза може да бъде малко сложен и подготовката му отнема известно време. Но можем лесно да направим апарат за електрофореза от нещата, които имаме в лабораторията. Техниките за електрофореза могат да варират в зависимост от нашите цели. Можем да използваме едномерна електрофореза за разделяне на ДНК или протеин. Двуизмерната електрофореза се използва, когато са необходими проби с по-голяма разделителна способност (както в случая с пръстови отпечатъци). Като поддържаща среда за разделяне на молекулите се използва гел. Този гел може да се приготви като плоски листове или в туби. Основата на тази процедура е да се разделят молекулите в зависимост от тяхната скорост на движение през гел, когато се подаде електрическо поле. Отрицателно заредените молекули като ДНК са склонни да пътуват към положителния полюс в това електрическо поле, докато положително заредените молекули са склонни да пътуват към отрицателния полюс. Два вида гелове се използват в електрофорезата като агарозен и полиакриламиден. Тези две имат различни разрешаващи способности. Гелът действа като сито за филтриране на различните размери на молекулите. Електростатичните заряди, създадени в гела, действат като сила.
Разделянето зависи от подвижността на йоните.
F=fv=ZeE
V=ZeE/ f
F=сила, действаща върху частица
f=коефициент на триене
V=средна мигрираща скорост
Z=заряд на мигриращата частица
e=елементарно зареждане
E=сила на електрическото поле
Необходимите условия за електрофореза са относително прости. При направата на гела и пускането на пробата се използва буфер. За целите на визуализацията се използват маркери и багрила.
Какво е електроосмоза?
Това е процес на движение на течност през материал с помощта на приложено електрическо поле. Движението може да бъде през порест материал, по капиляр, мембрана и др. Това може да се използва като техника за разделяне (особено капилярна електроосмоза). Скоростта на течността е линейно пропорционална на приложеното електрическо поле. Зависи и от материала, използван за изграждане на канала и използваното решение. В интерфейса разтворът и материалът са получили противоположни заряди и това е известно като двоен електрически слой. Когато електрическо поле се приложи към разтвора, двойният електрически слой се движи от произтичащата сила на Кулон. Това е известно като електроосмотичен поток.
Каква е разликата между електрофореза и електроосмоза?
• При електрофорезата твърдите частици (макромолекули като нуклеинови киселини или протеини) се преместват с помощта на електрическо поле. Но при електроосмозата се движи течност.
• При електрофорезата поддържащият твърд материал е гел. Но електроосмозата може да бъде гел, мембрана, капиляр и др.
