L'elettroforesi è una "tecnica di separazione molecolare potente ed economica", come affermato dal dott. William H. Heidcamp, nel manuale di laboratorio sulle biologia cellulare. Esistono varie ragioni per effettuare l'elettroforesi, incluso il legame non invasivo alle molecole e la visualizzazione della separazione delle molecole. Nel complesso, l'elettroforesi mira a fornire un metodo accurato per analizzare sostanze, come il sangue e il DNA (acido deossiribonucleico, che è difficile separare usando metodi convenzionali.

Definizione

L'elettroforesi è una tecnica empirica utilizzato nella separazione delle molecole cariche (positive e negative) come le cellule e le proteine, in base alla loro risposta nella corrente elettrica.

Diversi fattori influenzano l'elettroforesi, compresa la carica netta, la massa di molecole, il buffer e i mezzi elettroforetici come carta o gel: nell'elettroforesi le molecole si muovono verso la carica opposta, ad esempio una proteina con carica netta positiva si muove verso il lato negativo del mezzo elettroforetico e inoltre le molecole con massa più piccola si muovono più velocemente o separano più velocemente rispetto alle molecole con massa maggiore .

Storia

Nel 1937, uno scienziato svedese di nome Arne Tiselius sviluppò un apparato per misurare il movimento delle molecole proteiche, chiamato Moving Boundary. apparato. Questo è un apparato a forma di U che utilizza un mezzo acquoso per separare le molecole proteiche.

Nel 1940 è stata introdotta l'elettroforesi di zona, che utilizza un mezzo solido (es. Gel) e consente la colorazione per una migliore risoluzione o visualizzazione di la separazione delle molecole.

Poi nel 1960, l'elettroforesi capillare fu sviluppata per fornire una tecnica elettroforetica versatile. Questo tipo di elettroforesi consente la separazione di molecole usando mezzi acquosi e solidi.

Legatura di molecole

L'elettroforesi, utilizzando mezzi, interagisce volutamente con le molecole in modo non invasivo. Per esempio, i medium gel si legano alle molecole proteiche senza interrompere la struttura e la funzione della proteina. Dopo il legame con le molecole, si inizia il movimento o la separazione applicando la corrente elettrica. Inoltre, è anche possibile recuperare le molecole legate al terreno dopo l'elettroforesi.

Separazione ad alta risoluzione

L'elettroforesi è progettata per visualizzare la separazione delle molecole. Ciò è ottenuto con vari metodi, tra cui la colorazione e l'autoradiografia.

L'autoradiografia utilizza pellicole a raggi X per visualizzare la posizione di molecole radioattive (ad es. DNA) dopo la separazione. Questo tipo di visualizzazione è paragonabile a scattare foto, in cui la radiografia è come un flash della fotocamera e il film a raggi X è come il film utilizzato nello sviluppo di foto in bianco e nero. Nell'elettroforesi, le foto di molecole come le proteine ​​nel sangue vengono sviluppate utilizzando l'autoradiografia.

Nella colorazione, le tinture come il blu coomassie e il nero amido sono mescolate con le molecole, prima o dopo il processo di separazione. Per esempio, mescolando le proteine ​​con la tintura di coomia prima dell'elettroforesi si ottengono percorsi macchiati (piccoli punti o linee) che mostrano il movimento della proteina durante la separazione.

Analisi quantitativa

Un altro scopo dell'elettroforesi è quello di ottenere informazioni quantitative dopo aver visualizzato la separazione delle molecole. Per ottenere dati quantitativi, ad esempio, il software di analisi delle immagini (software di rendering 2D e 3D) registra i risultati dell'elettroforesi come segnali digitali. Questi segnali rappresentano la posizione delle molecole prima e dopo l'elettroforesi e vengono quindi utilizzate per l'analisi quantitativa "in silico" (con l'uso di un computer).