Nøkkelforskjell – Kapillærelektroforese vs gelelektroforese
Elektroforese er en teknikk som brukes til å separere biomolekyler basert på partikkelladning, partikkelstørrelse og partikkelform. Migreringen av molekylet, kjent som elektroforetisk mobilitet, avhenger av typen polymer/gel som brukes, porestørrelsen, spenningen som leveres, kjøretid og overflate til volumforhold. Det finnes forskjellige typer elektroforeseteknikker basert på typen biomolekyl som brukes. Den første typen elektroforese som ble oppfunnet var papirelektroforese hvor et nitrocellulosepapir ble brukt som medium for separering av biomolekyler. Prinsippet for gelelektroforese der geler med forskjellige porestørrelser ble brukt til å skille biomolekyler, ble oppfunnet senere. Gelelektroforeseteknikk ble ytterligere modifisert for å forbedre nøyaktigheten til teknikken, og en slik modifikasjon er kapillærelektroforese. Hovedforskjellen mellom kapillærelektroforese og gelelektroforese er at gelelektroforese utføres i et vertik alt eller horisont alt plan ved bruk av en polymergel med standard porestørrelse, mens kapillærelektroforese utføres i et kapillærrør med en polymervæske eller en gel.
Hva er gelelektroforese?
Gelelektroforese er en teknikk som brukes til å skille hovedsakelig nukleinsyrer, proteiner eller aminosyrer basert på ladning, størrelse og form. Denne teknikken bruker en fysisk gel, som er en polymer substans, som separasjonsmedium. De mest brukte geler er agarose (for nukleinsyreseparasjon) og polyakrylamid (for proteinseparasjon). Det gelelektroforetiske apparatet inneholder gelstøpebrettet for å klargjøre gelen, støpekammer for å klargjøre brønnene, buffertank, elektroder – positive (anode) og negative (katode) og spenningsforsyningsenheten. Molekyler som DNA eller RNA, som er negativt ladet, beveger seg fra katoden til anoden og molekyler som er positivt ladet beveger seg omvendt. Gel forberedelse gjøres i henhold til kravet. Hvis en høy oppløsning eller separasjon av molekyler er nødvendig, bør en høykonsentrasjonsgel med mindre porestørrelse tilberedes. Molekylene separert på gelmatrisen observeres etter en fargeteknikk. De separerte molekylene vises som bånd på gelmatrisen.
Figur 01: Gelelektroforese
Gelelektroforese brukes i molekylær diagnostikk som DNA-fingeravtrykk for å bestemme tilstedeværelsen av et bestemt DNA/RNA-fragment eller et protein. Gelelektroforese bestemmer også renheten til den ekstraherte biomolekylprøven. Gelelektroforese utføres som et foreløpig trinn for inn- og hybridisering og som en bekreftende analyse etter sekvensering.
Hva er kapillærelektroforese?
Kapillærelektroforese er en modifikasjon av gelelektroforese som bruker samme separasjonsprinsipp basert på ladning, størrelse på molekylet, men utføres i et kapillærrør med enten en gelsubstans eller en flytende polymer. Kapillærer er fremstilt av smeltet silika, og hvert kapillærrør har en innvendig diameter på 50-100μm og er 25-100cm i lengde. Prøver injiseres i kapillarrøret som inneholder polymermaterialet og separeres mye raskt enn den konvensjonelle gelelektroforese. Kapillærsystemet er godt beskyttet inne i en isolatorkappe som beskytter prøven mot enhver forurensning. Kapillærer kan fylles med flytende polymerer som hydroksyetylcellulose eller høyoppløselige geler som polyakrylamid. Kapillærelektroforese gir større oppløsning; derfor er separasjon mer nøyaktig. Kapillærelektroforese bruker et automatisert detektorsystem via spektrofotometrisk analyse. Dette skyldes det høyere forholdet mellom overflateareal og volum.
Figur 02: Kapillærelektroforese
Kapillærelektroforese brukes i situasjoner som i rettsmedisiner der det kreves høyere nøyaktighet og er ikke ofte brukt da det er kostbar teknikk.
Hva er likhetene mellom kapillærelektroforese og gelelektroforese?
- Separasjon av molekyler i begge teknikkene er basert på ladningen og størrelsen på molekylet.
- Begge teknikkene kan brukes til å separere både nukleinsyrer og proteiner.
- Samplevolumet for begge teknikkene er det samme.
- Begge teknikkene bruker en buffer for å forenkle separasjon.
Hva er forskjellen mellom kapillærelektroforese og gelelektroforese?
kapillærelektroforese vs gelelektroforese |
|
| Kapillærelektroforese er en teknikk som separerer biomolekyler på et kapillærrør ved hjelp av et væske- eller gelpolymermedium. | Gelelektroforese er en teknikk som separerer biomolekyler på et vertik alt eller horisont alt plan ved hjelp av et polymergelmedium. |
| Separation | |
| I kapillærelektroforese gjøres separasjon inne i et kapillærrør. | I gelelektroforese gjøres separasjon på et vertik alt eller horisont alt plan. |
| Medium of Separation | |
| Flytende polymerer som hydroksyetylcellulose brukes i kapillærelektroforese. | Gel, enten agarose eller polyakrylamid, brukes som medium i gelelektroforese. |
| Cross Linkage | |
| Høy oppløsning kan oppnås fra kapillærelektroforese. | Oppløsningen er lav i gelelektroforese. |
| Forhold mellom overflateareal og volum | |
| Forholdet mellom overflate og volum er høyt ved kapillærelektroforese. | Forholdet mellom overflate og volum er lavt i gelelektroforese. |
| Deteksjonsteknikk | |
| Deteksjon gjøres gjennom spektrofotometriske automatiserte detektorer i kapillærelektroforese. | Farging og observasjon gjennom UV-transilluminator gjøres som deteksjonsteknikker i gelelektroforese. |
Sammendrag – Kapillærelektroforese vs gelelektroforese
Molekylær diagnostikk spiller en stor rolle i den vitenskapelige verden. Identifikasjon og rensing av DNA, RNA og proteiner er kritiske trinn i de diagnostiske prosedyrene. Elektroforese er en teknikk som skiller og identifiserer biomolekyler i både gelelektroforese og den langt avanserte kapillære gelelektroforese. Gelelektroforese utføres i et vertik alt eller horisont alt plan ved bruk av en polymergel med standard porestørrelse, mens kapillærelektroforese utføres i et kapillærrør med en polymervæske eller en gel. Dette er forskjellen mellom kapillærelektroforese og gelelektroforese. Etter fullføring av elektroforeseteknikken behandles biomolekylene videre for å oppnå høyere nivåinformasjon via hybridisering eller gjennom teknikker som fingeravtrykk.
Last ned PDF-versjon av kapillærelektroforese vs gelelektroforese
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom gelelektroforese og kapillærelektroforese.
