Elektroforéza vs elektroosmóza
Fyzikální separační metody jako filtrace, destilace, sloupcová chromatografie nejsou jednoduché metody, pokud jde o separaci některých molekul. Elektroforéza a elektroosmóza jsou dvě další separační techniky, které lze použít k oddělení nabitých částic.
Co je elektroforéza?
Elektroforéza je technika separace molekul na základě jejich velikosti. Základem tohoto oddělení je náboj molekuly a jejich schopnost pohybovat se v elektrickém poli. Toto je nejběžnější a hlavní technika v molekulární biologii k oddělení molekul, zejména DNA a proteinů. To se většinou používá, protože je relativně snadné a levné. Přístroj pro elektroforézu může být poněkud komplikovaný a jeho příprava nějakou dobu trvá. Z věcí, které máme v laboratoři, si ale snadno vyrobíme elektroforézu. Techniky elektroforézy se mohou lišit v závislosti na našem účelu. Pro separaci DNA nebo proteinu můžeme použít jednorozměrnou elektroforézu. Dvourozměrná elektroforéza se používá, když je požadováno více rozlišení vzorků (jako v případě otisku prstu). Jako nosné médium k oddělení molekul se používá gel. Tento gel lze připravit jako ploché pláty nebo v tubách. Základem tohoto postupu je separace molekul v závislosti na jejich rychlosti pohybu gelem, když je dodáváno elektrické pole. Záporně nabité molekuly, jako je DNA, mají tendenci cestovat k kladnému pólu v tomto elektrickém poli, zatímco kladně nabité molekuly mají tendenci cestovat k zápornému pólu. V elektroforéze se používají dva typy gelů jako agaróza a polyakrylamid. Tito dva mají různé rozlišovací schopnosti. Gel funguje jako síto pro filtrování různých velikostí molekul. Elektrostatický náboj vytvořený v gelu působí jako síla.
Separace závisí na pohyblivosti iontů.
F=fv=ZeE
V=ZeE/ f
F=síla působící na částici
f=koeficient tření
V=průměrná rychlost migrace
Z=náboj migrující částice
e=elementární poplatek
E=síla elektrického pole
Potřebné podmínky pro elektroforézu jsou relativně jednoduché. Při výrobě gelu a zpracování vzorku se používá pufr. Pro účely vizualizace se používají značky a barviva.
Co je elektroosmóza?
Toto je proces pohybu kapaliny materiálem pomocí aplikovaného elektrického pole. Pohyb může probíhat přes porézní materiál, podél kapiláry, membrány atd. To může být použito jako separační technika (zejména kapilární elektroosmóza). Rychlost kapaliny je lineárně úměrná použitému elektrickému poli. Závisí také na materiálu použitém pro stavbu kanálu a použitém řešení. V rozhraní, roztok a materiál získaly opačné náboje a toto je známé jako elektrická dvojvrstva. Když je na roztok aplikováno elektrické pole, elektrická dvojvrstva se pohybuje výslednou Coulombovou silou. Toto je známé jako elektroosmotický tok.
Jaký je rozdíl mezi elektroforézou a elektroosmózou?
• Při elektroforéze se pevné částice (makromolekuly jako nukleové kyseliny nebo proteiny) pohybují pomocí elektrického pole. Ale při elektroosmóze se kapalina pohybuje.
• Při elektroforéze je pevným materiálem nosiče gel. Ale může to být elektroosmóza, může to být gel, membrána, kapilára atd.
