Ključna razlika – kapilarna elektroforeza proti gelski elektroforezi
Elektroforeza je tehnika, ki se uporablja za ločevanje biomolekul na podlagi naboja delcev, velikosti in oblike delcev. Migracija molekule, znana kot elektroforetska mobilnost, je odvisna od vrste uporabljenega polimera/gela, njegove velikosti por, dobavljene napetosti, časa delovanja in razmerja med površino in volumnom. Obstajajo različne vrste tehnik elektroforeze glede na vrsto uporabljene biomolekule. Prva izumljena vrsta elektroforeze je bila papirna elektroforeza, kjer je bil kot medij za ločevanje biomolekul uporabljen nitrocelulozni papir. Načelo gelske elektroforeze, kjer so za ločevanje biomolekul uporabili gele različnih velikosti por, je bilo izumljeno kasneje. Tehnika gelske elektroforeze je bila nadalje spremenjena, da bi izboljšala natančnost tehnike, in ena takih modifikacij je kapilarna elektroforeza. Ključna razlika med kapilarno elektroforezo in gelsko elektroforezo je, da se gelska elektroforeza izvaja v navpični ali vodoravni ravnini z uporabo polimernega gela standardne velikosti por, medtem ko se kapilarna elektroforeza izvaja v kapilarni cevki s polimerno tekočino ali gelom.
Kaj je gelska elektroforeza?
Gel elektroforeza je tehnika, ki se uporablja za ločevanje predvsem nukleinskih kislin, proteinov ali aminokislin glede na njihov naboj, velikost in obliko. Ta tehnika uporablja fizični gel, ki je polimerna snov, kot ločevalni medij. Najpogosteje uporabljena gela sta agaroza (za ločevanje nukleinskih kislin) in poliakrilamid (za ločevanje beljakovin). Aparat za gelsko elektroforezo vsebuje pladenj za vlivanje gela za pripravo gela, glavnike za vlivanje za pripravo vdolbinic, pufersko posodo, elektrode – pozitivne (anoda) in negativne (katoda) ter napajalno enoto. Molekule, kot sta DNA ali RNA, ki so negativno nabite, se premikajo od katode k anodi, molekule, ki so pozitivno nabite, pa obratno. Priprava gela poteka v skladu z zahtevami. Če je potrebna visoka ločljivost ali ločevanje molekul, je treba pripraviti gel visoke koncentracije z manjšo velikostjo por. Molekule, ločene na matriksu gela, opazujemo po tehniki obarvanja. Ločene molekule se pojavijo kot trakovi na matrici gela.
Slika 01: Gelska elektroforeza
Gel elektroforeza se uporablja v molekularni diagnostiki, kot je odvzem prstnih odtisov DNA, za ugotavljanje prisotnosti določenega fragmenta DNA/RNA ali proteina. Z gelsko elektroforezo določimo tudi čistost vzorca ekstrahirane biomolekule. Gel elektroforeza se izvaja kot predhodni korak za in hibridizacijo ter kot potrditvena analiza po sekvenciranju.
Kaj je kapilarna elektroforeza?
Kapilarna elektroforeza je modifikacija gelske elektroforeze, ki uporablja isti princip ločevanja na podlagi naboja, velikosti molekule, vendar se izvaja v kapilarni cevki z gelno snovjo ali tekočim polimerom. Kapilare so pripravljene iz taljenega silicijevega dioksida, vsaka kapilarna cevka pa ima notranji premer 50-100 μm in je dolga 25-100 cm. Vzorci se vbrizgajo v kapilarno cevko, ki vsebuje polimerni material, in se ločijo veliko hitreje kot pri običajni gelski elektroforezi. Kapilarni sistem je dobro zaščiten znotraj izolacijskega plašča, ki ščiti vzorec pred kakršno koli kontaminacijo. Kapilare lahko napolnimo s tekočimi polimeri, kot je hidroksietil celuloza, ali geli visoke ločljivosti, kot je poliakrilamid. Kapilarna elektroforeza zagotavlja večjo ločljivost; zato je ločevanje natančnejše. Kapilarna elektroforeza uporablja avtomatiziran detektorski sistem s spektrofotometrično analizo. To je posledica večjega razmerja med površino in prostornino.
Slika 02: Kapilarna elektroforeza
Kapilarna elektroforeza se uporablja v situacijah, na primer v forenziki, kjer je potrebna večja natančnost, in se običajno ne uporablja, ker je draga tehnika.
Kakšne so podobnosti med kapilarno elektroforezo in gelsko elektroforezo?
- Ločevanje molekul pri obeh tehnikah temelji na naboju in velikosti molekule.
- Obe tehniki se lahko uporabita za ločevanje nukleinskih kislin in beljakovin.
- Vzorčna količina obeh tehnik je enaka.
- Obe tehniki uporabljata medpomnilnik za lažje ločevanje.
Kakšna je razlika med kapilarno elektroforezo in gelsko elektroforezo?
Kapilarna elektroforeza proti gelski elektroforezi |
|
| Kapilarna elektroforeza je tehnika, ki ločuje biomolekule na kapilarni cevki z uporabo tekočega ali gelnega polimernega medija. | Gelska elektroforeza je tehnika, ki ločuje biomolekule na navpični ali vodoravni ravnini z uporabo polimernega gelnega medija. |
| Ločitev | |
| Pri kapilarni elektroforezi se ločevanje izvede znotraj kapilarne cevke. | Pri gelski elektroforezi se ločevanje izvaja na navpični ali vodoravni ravnini. |
| Medij ločevanja | |
| Tekoči polimeri, kot je hidroksietilceluloza, se uporabljajo v kapilarni elektroforezi. | Geli, bodisi agarozni ali poliakrilamidni, se uporabljajo kot medij v gelski elektroforezi. |
| Navzkrižno povezovanje | |
| Visoko ločljivost lahko dosežemo s kapilarno elektroforezo. | Ločljivost je nizka pri gelski elektroforezi. |
| Razmerje med površino in prostornino | |
| Razmerje med površino in volumnom je pri kapilarni elektroforezi visoko. | Razmerje med površino in prostornino je pri gelski elektroforezi nizko. |
| Tehnika odkrivanja | |
| Detekcija poteka s spektrofotometričnimi avtomatiziranimi detektorji v kapilarni elektroforezi. | Barvanje in opazovanje skozi UV transiluminator sta izvedena kot detekcijska tehnika pri gelski elektroforezi. |
Povzetek – Kapilarna elektroforeza proti gelski elektroforezi
Molekularna diagnostika igra pomembno vlogo v znanstvenem svetu. Identifikacija in čiščenje DNA, RNA in proteinov sta kritična koraka v diagnostičnih postopkih. Elektroforeza je tehnika, ki ločuje in identificira biomolekule v gelski elektroforezi in zelo napredni kapilarni gelski elektroforezi. Gelsko elektroforezo izvajamo v navpični ali vodoravni ravnini z uporabo polimernega gela standardne velikosti por, medtem ko kapilarno elektroforezo izvajamo v kapilarni cevki s polimerno tekočino ali gelom. To je razlika med kapilarno elektroforezo in gelsko elektroforezo. Po zaključku tehnike elektroforeze se biomolekule nadalje obdelajo, da se pridobijo informacije na višji ravni s hibridizacijo ali s tehnikami, kot je prstni odtis.
Prenesite PDF različico kapilarne elektroforeze proti gelski elektroforezi
Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj. Razlika med gelsko elektroforezo in kapilarno elektroforezo.
