Kluczowa różnica – elektroforeza kapilarna a elektroforeza żelowa
Elektroforeza to technika używana do oddzielania biomolekuł w oparciu o ładunek cząstki, rozmiar cząstki i kształt cząstki. Migracja cząsteczki, znana jako ruchliwość elektroforetyczna, zależy od rodzaju użytego polimeru/żelu, jego wielkości porów, dostarczonego napięcia, czasu działania i stosunku powierzchni do objętości. Istnieją różne rodzaje technik elektroforezy w zależności od rodzaju użytej biomolekuły. Pierwszym wynalezionym typem elektroforezy była elektroforeza bibułowa, w której jako medium do separacji biocząsteczek zastosowano bibułę nitrocelulozową. Zasada elektroforezy żelowej, w której do rozdzielania biocząsteczek używano żeli o różnej wielkości porów, została wynaleziona później. Technika elektroforezy żelowej została dodatkowo zmodyfikowana w celu poprawy dokładności tej techniki, a jedną z takich modyfikacji jest elektroforeza kapilarna. Kluczowa różnica między elektroforezą kapilarną a elektroforezą żelową polega na tym, że elektroforezę żelową wykonuje się w płaszczyźnie pionowej lub poziomej przy użyciu żelu polimerowego o standardowej wielkości porów, podczas gdy elektroforezę kapilarną wykonuje się w kapilarze z cieczą polimerową lub żelem.
Co to jest elektroforeza żelowa?
Elektroforeza żelowa to technika stosowana do oddzielania głównie kwasów nukleinowych, białek lub aminokwasów na podstawie ich ładunku, wielkości i kształtu. Ta technika wykorzystuje żel fizyczny, który jest substancją polimerową, jako medium rozdzielające. Najczęściej stosowanymi żelami są agaroza (do separacji kwasów nukleinowych) i poliakrylamid (do separacji białek). Aparat do elektroforezy żelowej zawiera tacę do odlewania żelu do przygotowania żelu, grzebienie odlewnicze do przygotowania dołków, zbiornik buforowy, elektrody – dodatnia (anoda) i ujemna (katoda) oraz zasilacz napięcia. Cząsteczki, takie jak DNA lub RNA, które są naładowane ujemnie, przemieszczają się od katody do anody, a cząsteczki naładowane dodatnio poruszają się odwrotnie. Przygotowanie żelu odbywa się zgodnie z wymaganiami. Jeśli wymagana jest wysoka rozdzielczość lub rozdział cząsteczek, należy przygotować żel o wysokim stężeniu i mniejszym rozmiarze porów. Cząsteczki oddzielone na matrycy żelowej obserwuje się po technice barwienia. Oddzielone cząsteczki pojawiają się jako pasma na matrycy żelowej.
Rysunek 01: Elektroforeza żelowa
Elektroforeza żelowa jest stosowana w diagnostyce molekularnej, takiej jak odciski palców DNA w celu określenia obecności określonego fragmentu DNA/RNA lub białka. Elektroforeza żelowa określa również czystość wyekstrahowanej próbki biocząsteczki. Elektroforeza żelowa jest przeprowadzana jako wstępny etap do in i hybrydyzacji oraz jako analiza potwierdzająca po sekwencjonowaniu.
Co to jest elektroforeza kapilarna?
Elektroforeza kapilarna jest modyfikacją elektroforezy żelowej, która wykorzystuje tę samą zasadę rozdziału na podstawie ładunku, wielkości cząsteczki, ale jest wykonywana w rurce kapilarnej z substancją żelową lub ciekłym polimerem. Kapilary są przygotowywane z topionej krzemionki, a każda kapilara ma wewnętrzną średnicę 50-100 μm i 25-100 cm długości. Próbki są wstrzykiwane do kapilary zawierającej materiał polimerowy i rozdzielane znacznie szybciej niż w konwencjonalnej elektroforezie żelowej. System kapilar jest dobrze chroniony wewnątrz płaszcza izolacyjnego, który chroni próbkę przed wszelkimi zanieczyszczeniami. Kapilary mogą być wypełnione ciekłymi polimerami, takimi jak hydroksyetyloceluloza lub żelami o wysokiej rozdzielczości, takimi jak poliakrylamid. Elektroforeza kapilarna zapewnia większą rozdzielczość; stąd separacja jest dokładniejsza. Elektroforeza kapilarna wykorzystuje zautomatyzowany system detektorów poprzez analizę spektrofotometryczną. Wynika to z wyższego stosunku powierzchni do objętości.
Rysunek 02: Elektroforeza kapilarna
Elektroforeza kapilarna jest używana w sytuacjach takich jak kryminalistyka, gdzie wymagana jest wyższa dokładność i nie jest powszechnie stosowana, ponieważ jest to kosztowna technika.
Jakie są podobieństwa między elektroforezą kapilarną a elektroforezą żelową?
- Rozdzielenie cząsteczek w obu technikach opiera się na ładunku i wielkości cząsteczki.
- Obie techniki mogą być użyte do oddzielenia zarówno kwasów nukleinowych, jak i białek.
- Objętość próbki w obu technikach jest taka sama.
- Obie techniki wykorzystują bufor w celu ułatwienia separacji.
Jaka jest różnica między elektroforezą kapilarną a elektroforezą żelową?
Elektroforeza kapilarna a elektroforeza żelowa |
|
| Elektroforeza kapilarna to technika rozdzielania biocząsteczek na rurce kapilarnej przy użyciu ciekłego lub żelowego ośrodka polimerowego. | Elektroforeza żelowa to technika rozdzielania biocząsteczek w płaszczyźnie pionowej lub poziomej przy użyciu polimerowego podłoża żelowego. |
| Oddzielenie | |
| W elektroforezie kapilarnej rozdzielanie odbywa się wewnątrz rurki kapilarnej. | W elektroforezie żelowej rozdzielanie odbywa się w płaszczyźnie pionowej lub poziomej. |
| Środek separacji | |
| Płynne polimery, takie jak hydroksyetyloceluloza, są używane w elektroforezie kapilarnej. | Żele, agarozowe lub poliakrylamidowe, są używane jako podłoże w elektroforezie żelowej. |
| Połączenie krzyżowe | |
| Wysoką rozdzielczość można uzyskać z elektroforezy kapilarnej. | Rozdzielczość jest niska w elektroforezie żelowej. |
| Stosunek powierzchni do objętości | |
| Stosunek powierzchni do objętości jest wysoki w elektroforezie kapilarnej. | Stosunek powierzchni do objętości jest niski w elektroforezie żelowej. |
| Technika wykrywania | |
| Wykrywanie odbywa się za pomocą automatycznych detektorów spektrofotometrycznych w elektroforezie kapilarnej. | Barwienie i obserwacje przez transiluminator UV są wykonywane jako techniki wykrywania w elektroforezie żelowej. |
Podsumowanie – elektroforeza kapilarna a elektroforeza żelowa
Diagnostyka molekularna odgrywa ważną rolę w świecie nauki. Identyfikacja i oczyszczanie DNA, RNA i białek to krytyczne etapy procedur diagnostycznych. Elektroforeza to technika, która oddziela i identyfikuje biomolekuły zarówno w elektroforezie żelowej, jak i bardzo zaawansowanej elektroforezie kapilarnej. Elektroforezę żelową wykonuje się w płaszczyźnie pionowej lub poziomej przy użyciu żelu polimerowego o standardowej wielkości porów, natomiast elektroforezę kapilarną wykonuje się w rurce kapilarnej z cieczą polimerową lub żelem. To jest różnica między elektroforezą kapilarną a elektroforezą żelową. Po zakończeniu techniki elektroforezy biocząsteczki są dalej przetwarzane w celu uzyskania informacji wyższego poziomu poprzez hybrydyzację lub techniki takie jak odciski palców.
Pobierz wersję PDF elektroforezy kapilarnej a elektroforezy żelowej
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między elektroforezą żelową a elektroforezą kapilarną.
