Avainero – kapillaarielektroforeesi vs geelielektroforeesi
Elektroforeesi on tekniikka, jota käytetään erottamaan biomolekyylejä hiukkasvarauksen, hiukkaskoon ja hiukkasten muodon perusteella. Molekyylin kulkeutuminen, joka tunnetaan elektroforeettisena liikkuvuutena, riippuu käytetyn polymeerin/geelin tyypistä, sen huokoskoosta, tarjottavasta jännitteestä, ajoajasta ja pinta-tilavuussuhteesta. Käytetyn biomolekyylin tyypin mukaan on olemassa erilaisia elektroforeesitekniikoita. Ensimmäinen keksitty elektroforeesityyppi oli paperielektroforeesi, jossa nitroselluloosapaperia käytettiin väliaineena biomolekyylien erottamiseen. Geelielektroforeesin periaate, jossa eri huokoskokoisia geelejä käytettiin biomolekyylien erottamiseen, keksittiin myöhemmin. Geelielektroforeesitekniikkaa muutettiin edelleen tekniikan tarkkuuden parantamiseksi, ja yksi tällainen modifikaatio on kapillaarielektroforeesi. avainero kapillaarielektroforeesin ja geelielektroforeesin välillä on se, että geelielektroforeesi suoritetaan pysty- tai vaakatasossa käyttämällä normaalihuokoskoon omaavaa polymeerigeeliä, kun taas kapillaarielektroforeesi suoritetaan kapillaariputkessa polymeerinesteellä tai geelillä.
Mikä on geelielektroforeesi?
Geelielektroforeesi on tekniikka, jolla erotetaan pääasiassa nukleiinihappoja, proteiineja tai aminohappoja sen varauksen, koon ja muodon perusteella. Tämä tekniikka käyttää erotusväliaineena fysikaalista geeliä, joka on polymeeriaine. Yleisimmin käytetyt geelit ovat agaroosi (nukleiinihappojen erottamiseen) ja polyakryyliamidi (proteiinien erottamiseen). Geelielektroforeettinen laite sisältää geelin valutarjottimen geelin valmistelua varten, valukammat kuoppien valmistelua varten, puskurisäiliön, positiiviset (anodi) ja negatiiviset (katodi) elektrodit ja jännitteensyöttöyksikön. Negatiivisesti varautuneet molekyylit, kuten DNA tai RNA, siirtyvät katodilta anodille ja positiivisesti varautuneet molekyylit liikkuvat päinvastoin. Geelin valmistus tehdään vaatimusten mukaan. Jos tarvitaan suurta erottelukykyä tai molekyylien erottelua, tulee valmistaa korkean pitoisuuden geeli, jonka huokoskoko on pienempi. Geelimatriisilla erotettuja molekyylejä tarkkaillaan värjäystekniikan jälkeen. Erotetut molekyylit näkyvät vyöhykkeinä geelimatriisissa.
Kuva 01: Geelielektroforeesi
Geelielektroforeesia käytetään molekyylidiagnostiikassa, kuten DNA-sormenjälkien ottamisessa, määrittämään tietyn DNA/RNA-fragmentin tai proteiinin läsnäolo. Geelielektroforeesi määrittää myös uutetun biomolekyylinäytteen puhtauden. Geelielektroforeesi suoritetaan alustavana vaiheena in- ja hybridisaatiolle sekä varmistusanalyysinä sekvensoinnin jälkeen.
Mikä on kapillaarielektroforeesi?
Kapillaarielektroforeesi on geelielektroforeesin muunnos, jossa käytetään samaa erotusperiaatetta varauksen ja molekyylin koon perusteella, mutta se suoritetaan kapillaariputkessa joko geeliaineella tai nestemäisellä polymeerillä. Kapillaarit valmistetaan sulatetusta piidioksidista, ja jokaisen kapillaariputken sisähalkaisija on 50-100 μm ja pituus 25-100 cm. Näytteet ruiskutetaan kapillaariputkeen, joka sisältää polymeerimateriaalin, ja ne erotetaan paljon nopeammin kuin perinteinen geelielektroforeesi. Kapillaarijärjestelmä on hyvin suojattu eristevaipan sisällä, joka suojaa näytettä kaikilta kontaminaatioilta. Kapillaarit voidaan täyttää nestemäisillä polymeereillä, kuten hydroksietyyliselluloosalla, tai korkearesoluutioisilla geeleillä, kuten polyakryyliamidilla. Kapillaarielektroforeesi tarjoaa suuremman resoluution; joten erottelu on tarkempaa. Kapillaarielektroforeesi käyttää automatisoitua detektorijärjestelmää spektrofotometrisen analyysin avulla. Tämä johtuu suuremmasta pinta-alan ja tilavuuden suhteesta.
Kuva 02: Kapillaarielektroforeesi
Kapillaarielektroforeesia käytetään tilanteissa, kuten oikeuslääketieteessä, joissa vaaditaan suurempaa tarkkuutta, eikä sitä käytetä yleisesti, koska se on kallis tekniikka.
Mitä yhtäläisyyksiä kapillaarielektroforeesilla ja geelielektroforeesilla on?
- Molekyylien erottaminen molemmissa tekniikoissa perustuu molekyylin varaukseen ja kokoon.
- Molempia tekniikoita voidaan käyttää sekä nukleiinihappojen että proteiinien erottamiseen.
- Molempien tekniikoiden näytemäärä on sama.
- Molemmat tekniikat käyttävät puskuria erottamisen helpottamiseksi.
Mitä eroa on kapillaarielektroforeesilla ja geelielektroforeesilla?
Kapillaarielektroforeesi vs geelielektroforeesi |
|
| Kapillaarielektroforeesi on tekniikka, joka erottaa kapillaariputkessa olevat biomolekyylit nestemäisellä tai geelimäisellä polymeeriväliaineella. | Geelielektroforeesi on tekniikka, joka erottaa biomolekyylejä pysty- tai vaakatasossa käyttämällä polymeerigeeliväliainetta. |
| Erotus | |
| Kapillaarielektroforeesissa erotus tehdään kapillaariputken sisällä. | Geelielektroforeesissa erotus tehdään pysty- tai vaakatasossa. |
| Erottamisen väline | |
| Nestemäisiä polymeerejä, kuten hydroksietyyliselluloosaa, käytetään kapillaarielektroforeesissa. | Geelejä, joko agaroosia tai polyakryyliamidia, käytetään väliaineena geelielektroforeesissa. |
| Poikkisidos | |
| Korkea resoluutio saadaan kapillaarielektroforeesilla. | Geelielektroforeesin resoluutio on alhainen. |
| Pinta-ala/tilavuussuhde | |
| Pinta/tilavuussuhde on korkea kapillaarielektroforeesissa. | Pinta/tilavuussuhde on alhainen geelielektroforeesissa. |
| Havaintotekniikka | |
| Havaitseminen tapahtuu spektrofotometristen automatisoitujen ilmaisimien avulla kapillaarielektroforeesissa. | Värjäys ja havainnointi UV-läpivalaisimen kautta tehdään havaintotekniikoina geelielektroforeesissa. |
Yhteenveto – kapillaarielektroforeesi vs geelielektroforeesi
Molekylaarisella diagnostiikalla on tärkeä rooli tieteellisessä maailmassa. DNA:n, RNA:n ja proteiinien tunnistaminen ja puhdistaminen ovat kriittisiä vaiheita diagnostisissa toimenpiteissä. Elektroforeesi on tekniikka, joka erottaa ja tunnistaa biomolekyylejä sekä geelielektroforeesissa että pitkälle kehittyneessä kapillaarigeelielektroforeesissa. Geelielektroforeesi suoritetaan pysty- tai vaakatasossa käyttämällä standardihuokoskoon omaavaa polymeerigeeliä, kun taas kapillaarielektroforeesi suoritetaan kapillaariputkessa polymeerinesteen tai geelin kanssa. Tämä on ero kapillaarielektroforeesin ja geelielektroforeesin välillä. Elektroforeesitekniikan päätyttyä biomolekyylejä käsitellään edelleen korkeamman tason informaation saamiseksi hybridisaation tai tekniikoiden, kuten sormenjälkien, avulla.
Lataa PDF-versio kapillaarielektroforeesista vs geelielektroforeesi
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Ero geelielektroforeesin ja kapillaarielektroforeesin välillä.
