• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Elektroforeza



    Podstrony: 1 [2] [3]
    Przeczytaj także...
    Spektroskopia – nauka o powstawaniu i interpretacji widm powstających w wyniku oddziaływań wszelkich rodzajów promieniowania na materię rozumianą jako zbiorowisko atomów i cząsteczek. Spektroskopia jest też często rozumiana jako ogólna nazwa wszelkich technik analitycznych polegających na generowaniu widm.Moskiewski Uniwersytet Państwowy im. M.W. Łomonosowa, skrótowo Uniwersytet Moskiewski lub Uniwersytet (im.) Łomonosowa (w Moskwie); ros. Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, skrótowo МГУ имени М.В.Ломоносова lub МГУ – rosyjski uniwersytet publiczny w Moskwie, największy i najbardziej znany w kraju, otwarty 25 stycznia 1755. Został założony przez cesarzową Elżbietę Piotrowną, dzięki pomysłowi Michaiła Łomonosowa i aktywnym zabiegom Iwana Szuwałowa.
    Aparat do pionowej elektroforezy żelowej
    Aparat do poziomej elektroforezy żelowej

    Elektroforeza – zjawisko elektrokinetyczne polegające na ruchu cząstek fazy rozproszonej w nieruchomej fazie rozpraszającej, pod wpływem pola elektrycznego. Ruch w kierunku anody nazywany jest anaforezą, a w kierunku katodykataforezą.

    Frakcja – część mieszaniny wyodrębniana w procesie rozdzielania (np. rektyfikacji, destylacji, chromatografii, odwirowywania, rekrystalizacji, wymrażania). Rozdział mieszaniny na frakcje jest możliwy dzięki zróżnicowaniu właściwości fizycznych jej składników.Denaturacja białka – zmiany w II, III- i IV-rzędowej strukturze białka natywnego, które prowadzą do utraty aktywności biologicznej lub innej indywidualnej cechy charakterystycznej przy zachowaniu sekwencji aminokwasów.

    Opisana po raz pierwszy w 1807 przez Aleksandra Reussa z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, który zaobserwował ruch cząstek gliny w wodzie po przyłożeniu do niej napięcia elektrycznego. Umieścił on na dnie szklanej tuby, wypełnionej wodą warstwę mokrej gliny, oddzielonej od wody warstwą piasku. Po przyłożeniu napięcia, woda zaczęła mętnieć od przedostających się przez piasek cząstek gliny.

    Micele to cząstki występujące w trwałych emulsjach. Tworzą je związki chemiczne o własnościach amfifilowych. Micele są kulistymi tworami zawierającymi od kilkudziesięciu do kilkuset cząsteczek.Dyspersyjność, stopień dyspersyjności, wskaźnik dyspersyjności, współczynnik dyspersyjności (dawniej: polidyspersyjność, polidyspersja oraz ich pochodne) – statystyczny rozrzut masy cząsteczek polimeru.

    W 1870 równanie elektroforezy podał Herman von Helmholtz. W 1900 William Hardy opisał ruchliwość cząstek rozproszonych (koloidu) w ośrodku wzorem:

    gdzie: stała dielektryczna, potencjał elektrokinetyczny, lepkość ośrodka, – współczynnik charakteryzujący rozmiar cząstek koloidalnych.

    Skrobia – węglowodan, polisacharyd roślinny, składający się wyłącznie z merów glukozy połączonych wiązaniami α-glikozydowymi, pełniący w roślinach rolę magazynu energii.Formamid (amid kwasu mrówkowego, nazwa z łac. formica – mrówka), organiczny związek chemiczny z grupy amidów. Jest to najprostszy amid o wzorze półstrukturalnym: H-(C=O)-NH2.

    Wykorzystanie[ | edytuj kod]

    Elektroforeza jest szeroko wykorzystywana jako technika analityczna, rzadziej preparatywna, w chemii i biologii molekularnej, zwłaszcza w genetyce. Jej istotą jest rozdzielenie mieszaniny związków chemicznych na możliwie jednorodne frakcje przez wymuszanie wędrówki ich cząsteczek w polu elektrycznym. Jako pierwszy w biochemii, do oddzielenia białek z surowicy krwi, użył jej w 1908 Karl Landsteiner.

    Względna przenikalność elektryczna (dawn. stała dielektryczna) – bezwymiarowa wielkość określająca ilokrotnie przenikalność elektryczna danego ośrodka ε jest większa od przenikalności elektrycznej próżni ε0Potencjał elektrokinetyczny, potencjał dzeta, potencjał zeta, potencjał ζ – potencjał występujący przy powierzchni ciała stałego lub innych cząstek rozproszonych (emulsje), kontaktującej się z roztworem elektrolitu, określany na granicy poślizgu. Granica ta jest powierzchnią oddzielającą tę część przestrzeni międzyfazowej, która zawiera jony unieruchomione na powierzchni fazy stałej i w jej bezpośrednim sąsiedztwie, od jej pozostałej – „rozmytej” – części (zob. podwójna warstwa elektryczna). Istnienie potencjału ζ jest przyczyną występowania zjawisk elektrokinetycznych.

    Cząsteczki różnych substancji różnią się zwykle ruchliwością elektroforetyczną. Parametr ten jest w przybliżeniu wprost proporcjonalny do ładunku elektrycznego cząsteczki i odwrotnie proporcjonalny do jej wielkości. Zależy także od kształtu cząsteczki.

    Istnieje wiele wariantów tej techniki. W zależności od ośrodka, w którym następuje rozdział, wyróżnić można elektroforezę bibułową (dziś już przestarzałą i praktycznie niestosowaną), żelową i kapilarną.

    Glina – pod kątem genezy, jest to ilasta skała osadowa, powstała najczęściej w okresie czwartorzędu w wyniku nagromadzenia osadów morenowych (skały ilaste starsze niż czwartorzędowe nazywane są najczęściej iłami). Jest to zatem skała złożona z minerałów ilastych, kwarcu, skaleni, substancji koloidalnych, może zawierać okruchy innych skał oraz substancje organiczne (humus, korzenie, bituminy).Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

    Elektroforeza żelowa[ | edytuj kod]

    W elektroforezie żelowej ośrodkiem, w którym przemieszczają się badane substancje, jest żel elektroforetyczny sporządzony z agarozy, poliakrylamidu, agaru lub skrobi (metoda historyczna), uformowany w płytkę o długości od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów i grubości od ułamka do kilku milimetrów (w rzadszej elektroforezie dyskowej jest to słupek). Kroplę analizowanej mieszaniny nanosi się do tak zwanej studzienki, czyli zagłębienia w żelu. Próbka rozpuszczona jest z reguły w roztworze o większej gęstości (na przykład w formamidzie), dzięki czemu rozpływa się na dnie studzienki, a po włączeniu zasilania migruje do żelu jako wąski prążek. W zależności od techniki, cały żel lub jego końce zanurzone są w przewodzącym prąd roztworze buforowym. Wzdłuż krawędzi żelu, zwykle na dwóch przeciwległych bokach płytki, biegną elektrody, do których przykłada się stałe lub asymetryczne pulsujące napięcie elektryczne o wartości od 50 do 3000 woltów. Ze względu na zróżnicowaną mobilność elektroforetyczną ruchliwsze (zazwyczaj mniejsze) cząsteczki oddalają się szybciej od miejsca naniesienia próbki. Przebieg elektroforezy można monitorować, nanosząc (na osobnych ścieżkach lub razem z preparatem) specjalne barwniki (tak zwane markery) o znanej mobilności elektroforetycznej.

    Światłowód – przezroczysta struktura (włóknista, warstwowa lub paskowa), w której odbywa się propagacja światła.Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).
    Umieszczanie mieszaniny do elektroforezy w studzienkach
    Fragment żelu poliakrylamidowego z oligonukleotydami analizowanymi w świetle UV. Elektroforeza przebiegała od góry ku dołowi. Poszczególne ścieżki obrazują proces przyłączania fluoroforu, co zmieniało mobilność oligomerów i ich właściwości spektroskopowe.
    BP,  XC – markery długości
    Ścieżki A–C: absorpcja przy 254 nm
    D: fluorescencja przy 366 nm

    Po zakończeniu procesu żel wydobywa się z aparatu i analizuje przez wybarwienie lub obserwację absorpcji światła (zwykle nadfioletowego) przez żel. Wizualizację elektroforegramów preparatów znakowanych izotopowo uzyskuje się przez zaczernienie kliszy fotograficznej (autoradiogram). W przypadku technik preparatywnych obszary żelu zawierające pożądany produkt wycina się i poddaje procesowi elucji.

    Fluorofor - analogicznie do chromoforu, jest częścią cząsteczki, odpowiedzialną za jej fluorescencję. Najczęściej jest to grupa funkcyjna, zdolna do absorpcji energii o określonej długości fali, a później do wyemitowania innej długości fali (ściśle określonej). Ilość energii, jak i długość fali emitowanej zależy od właściwości fluorofora, ale też od środowiska chemicznego w jakim on działa (na przykład pH czy siły jonowej). Zależności te są podstawą w zastosowaniu fluoroforów w biochemii, na przykład immunofluorescencji.Autoradiogram – obraz uzyskiwany na materiale światłoczułym, który miał kontakt z materiałem radioaktywnym, np. skrawkiem komórki zawierającej związki znakowane izotopami promieniotwórczymi. Na autoradiogramie widać szczegółowe rozmieszczenie składników radioaktywnych.

    Elektroforezę najczęściej stosuje się do rozdzielania DNA, RNA lub białek wyekstrahowanych z komórek lub syntetycznych. Ma ona też zastosowanie jako jedna z technik pomiaru masy cząsteczkowej i badania polidyspersji polimerów syntetycznych.

    Jeśli badaczowi zależy na ograniczeniu wpływu kształtu cząsteczek na szybkość ich migracji elektroforetycznej i ściślejszym powiązaniu ich ruchliwości z masą cząsteczkową, może badane substancje poddać denaturacji, na przykład detergentem dodecylosiarczanem sodu (w przypadku denaturacji białek), albo mocznikiem (w przypadku denaturacji DNA lub białek).

    Pole elektryczne – stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna.Kapilara – bardzo cienka rurka, tak cienka, że praktycznie cała ciecz przepływająca przez nią znajduje się w polu oddziaływania sił związanych jej ściankami i cieczy bezpośrednio przylegającej do ścianek, w wyniku czego prędkość poruszania się cząsteczek silnie zależy od odległości od ścianek (profil paraboliczny). W kapilarnych kolumnach do chromatografii gazowej praktycznie wszystkie cząsteczki przepływającego gazu znajdują się w polu oddziaływania fazy stacjonarnej, np. cieczy pokrywającej wewnętrzne ścianki rurki.

    Z poziomu molekularnego elektroforeza polega na ukierunkowanym przesuwaniu analizowanych cząsteczek przez prąd i ich interakcji z fazą stałą żelu, która w tej cząsteczkowej skali wygląda jak sieć przestrzenna. Bardziej ruchliwe są mniejsze cząsteczki, bo łatwiej się przeciskają przez tę sieć, natomiast większe się opóźniają. Prąd impulsowy uruchamia te, które „utknęły” po drodze, i daje lepszej jakości rozdział.

    Ultrafiolet, nadfiolet, promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie nadfioletowe (skrót UV) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 10 nm do 400 nm (niektóre źródła za ultrafiolet przyjmują zakres 100–400 nm), niewidzialne dla człowieka. Promieniowanie ultrafioletowe są to fale krótsze niż promieniowanie widzialne i dłuższe niż promieniowanie rentgenowskie. Zostało odkryte niezależnie przez niemieckiego fizyka, Johanna Wilhelma Rittera, i brytyjskiego chemika, Williama Hyde’a Wollastona, w 1801 roku. Biologia molekularna – nauka podstawowa zajmująca się biologią na poziomie molekularnym. Bada, w jaki sposób funkcjonowanie organizmów żywych uwarunkowane jest właściwościami budujących je cząsteczek, a zwłaszcza biopolimerów, jakimi są kwasy nukleinowe i białka. Zazębia się ona z takimi dziedzinami wiedzy jak genetyka, biochemia, biofizyka czy cytologia.

    Przykładowe barwniki do nanoszenia próbek na żel:

  • błękit bromofenolowy (BP)
  • cyjanol ksylenowy (XC)
  • oranż G
  • Przykładowe substancje wybarwiające DNA:

  • bromek etydyny
  • GelRed
  • srebro
  • stains-all
  • Elektroforeza kapilarna[ | edytuj kod]

    Elektroforeza kapilarna (CE, od ang. capillary electrophoresis), zwana też elektroforezą w wolnym buforze, służy najczęściej do rozdziału niewielkich cząsteczek (podobnie jak wysokosprawna chromatografia cieczowa). Technika ta umożliwia rozdzielanie anionów i kationów soli organicznych i nieorganicznych; jest także często stosowana w biologii molekularnej do analizy DNA, znacznie rzadziej do rozdziału peptydów.

    Mocznik (karbamid, E927b), CO(NH2)2 – organiczny związek chemiczny, diamid kwasu węglowego. W wyniku kondensacji podczas ogrzewania tworzy biuret.Karl Landsteiner (ur. 14 czerwca 1868 w Baden, zm. 26 czerwca 1943 w Nowym Jorku) – austriacki lekarz patolog i immunolog, laureat Nagrody Nobla w 1930 roku.

    Rozdział mieszanin prowadzi się w cienkiej (średnica wewnętrzna 25–100 µm) i długiej (0,5–1 m) kapilarze kwarcowej, przypominającej wyglądem światłowód. Kapilara ta wypełniana jest buforem rozdzielającym (inaczej separacyjnym). Próbkę wprowadza się do wlotu kapilary, po czym przykłada do niej wysokie napięcie elektryczne (do 30 kilowoltów). U wylotu kapilary zamontowany jest detektor rejestrujący wychodzenie z rurki kolejnych związków chemicznych. Bufor płynie przez kapilarę ze stałą szybkością w stronę jednej z elektrod (dla układu wodnego jest to zwykle katoda).

    Chemiczna synteza oligonukleotydów - proces otrzymywania metodami chemicznymi krótkich (maksymalnie do ok. 200 jednostek nukleotydowych, zwykle ok. 20) fragmentów DNA lub RNA (oligonukleotydów) o zdefiniowanej sekwencji zasad nukleotydowych.Genetyka (ze starożytnej greki: γένεσις genesis – "pochodzenie") – nauka o dziedziczności i zmienności organizmów, które są oparte na informacji zawartej w podstawowych jednostkach dziedziczności – genach.

    Odmianą elektroforezy kapilarnej jest micelarna chromatografia elektrokinetyczna (MEKC, od ang. micellar electrokinetic chromatography). Przy technice tej w buforze znajduje się rozpuszczony detergent jonowy (na przykład dodecylosiarczan sodu) w takim stężeniu, aby powstała trwała emulsja. W skład tej emulsji wchodzą micele, które są hydrofobowe wewnątrz i naładowane elektrycznie na swojej powierzchni.

    Katoda (gr. kata – „w dół”, hodós – „ścieżka”) – elektroda, przez którą z urządzenia wypływa prąd elektryczny (co może polegać na wypływie ładunku dodatniego lub dopływie ładunku ujemnego). W odbiornikach prądu elektrycznego (np. lampach elektronowych) katoda jest elektrodą ujemną, natomiast w źródłach prądu (np. ogniwach galwanicznych) – dodatnią. Katoda występuje zawsze w parze z elektrodą, przez którą do urządzenia wpływa prąd – anodą.Ładunek elektryczny ciała (lub układu ciał) – fundamentalna właściwość materii przejawiająca się w oddziaływaniu elektromagnetycznym ciał obdarzonych tym ładunkiem. Ciała obdarzone ładunkiem mają zdolność wytwarzania pola elektromagnetycznego oraz oddziaływania z tym polem. Oddziaływanie ładunku z polem elektromagnetycznym jest określone przez siłę Lorentza i jest jednym z oddziaływań podstawowych.

    Micele te, wraz z zamkniętymi wewnątrz nich cząsteczkami związków chemicznych tworzących analizowaną mieszaninę, dzięki swemu ładunkowi poruszają się z inną prędkością niż reszta buforu. Pozwala to rozdzielać związki chemiczne nieprzyjmujące ładunku elektrycznego nawet po przyłożeniu dużego napięcia. Metoda ta umożliwia rozdział i analizę niemal wszystkich substancji rozpuszczalnych w wodzie.

    Anoda (gr. ana – "w górę", hodós – "ścieżka") – elektroda, przez którą prąd elektryczny wpływa do urządzenia (co może polegać na dopływie ładunku dodatniego lub wypływie ładunku ujemnego). W odbiornikach prądu elektrycznego (np. lampach elektronowych) anoda jest elektrodą dodatnią, natomiast w źródłach prądu (np. ogniwach galwanicznych) – ujemną. Anoda występuje zawsze w parze z elektrodą, przez którą prąd wypływa z urządzenia, czyli katodą.Agar-agar, agar (E406) – substancja żelująca, której głównym składnikiem jest trudno przyswajalny przez człowieka cukier galaktoza. Agar-agar w zimnej wodzie pęcznieje, natomiast dobrze rozpuszcza się w wodzie o temperaturze ok. 90-100 °C, a zestala się, tworząc rodzaj żelu w 40-50 °C. Zestalony żel roztapia się po ponownym podgrzaniu do 90-100 °C. Zjawisko to jest przykładem histerezy przemiany fazowej ciało stałe-ciecz. Odmianą agaru o słabszych własnościach żelujących jest agaroid.


    Podstrony: 1 [2] [3]




    Warto wiedzieć że... beta

    Agaroza – polisacharyd będący polimerem pochodnych galaktozy, otrzymywany przez oczyszczanie z agaru jadalnego. Agaroza jest łatwo rozpuszczalna w wodzie, w temperaturze pokojowej odwracalnie tworzy żel. Temperatura przejścia żelu w zol (potocznie topnienie agarozy) jest wyższa od temperatury zestalania (histereza).
    Kwasy rybonukleinowe, RNA – organiczne związki chemiczne z grupy kwasów nukleinowych, zbudowane z rybonukleotydów połączonych wiązaniami fosfodiestrowymi. Z chemicznego punktu widzenia są polimerami kondensacyjnymi rybonukleotydów. Występują w jądrach komórkowych i cytoplazmie, często wchodząc w skład nukleoprotein. Znanych jest wiele klas kwasów rybonukleinowych o zróżnicowanej wielkości i strukturze, pełniących rozmaite funkcje biologiczne. Zarówno struktura, jak i funkcja RNA jest silnie uzależniona od sekwencji nukleotydów, z których zbudowana jest dana cząsteczka.
    Denaturacja DNA (topnienie DNA, mięknięcie DNA) – separacja podwójnej nici DNA na dwie pojedyncze nici wskutek zerwania więzi wodorowych pomiędzy nićmi.
    Bromek etydyny (ang. Ethidium bromide), nazwa systematyczna: bromek 3,8-diamino-N-etylo-6-fenylo-fenantrydyny) – organiczny związek chemiczny, interkalujący w DNA często używany w laboratoriach biologii molekularnej w technikach takich, jak elektroforeza żelowa DNA oraz ultrawirowaniu w gradiencie chlorku cezu (CsCl). Pod wpływem promieniowania UV fluoryzuje w kolorze różowo-pomarańczowym. Intensywność fluorescencji wzrasta ok. 20 razy po przyłączeniu do DNA pozwalając tym samym na obrazowanie prążków DNA w żelu oraz warstw DNA w ultrawirowaniu w gradiencie CsCl. Bromek etydyny wykazuje również powinowactwo do form jednoniciowych (takich jak RNA czy ssDNA), jest ono jednak dużo słabsze.
    Peptydy (gr. πεπτίδια, "strawne") – organiczne związki chemiczne, powstające przez połączenie cząsteczek aminokwasów wiązaniem peptydowym. Granica pomiędzy peptydem a białkiem nie jest dokładnie sprecyzowana, rozróżnienie jest oparte na masie cząsteczkowej klasyfikowanego związku. Za peptydy różni autorzy uważają poliaminokwasy o masie cząsteczkowej mniejszej od 5-10 tys. daltonów. Powyżej tej granicy związki takie zaliczamy do białek.
    Stains-all – nazwa zwyczajowa barwnika służącego do wizualizacji kwasów nukleinowych i białek po procesie elektroforezy żelowej (PAGE).
    Skrótowiec lub akronim (z gr. ákros = skrajny) – słowo utworzone przez skrócenie wyrażenia składającego się z dwóch lub więcej słów. Istnieje także niewielka grupa skrótowców powstałych ze skrócenia jednego słowa. W ujęciu słowotwórczym, skrótowce to specyficzna klasa derywatów. Derywaty te funkcjonują w polszczyźnie pisanej i mówionej. Skrótowiec często bywa mylony ze skrótem.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.049 sek.