Nøgleforskel – Kapillærelektroforese vs Gelelektroforese
Elektroforese er en teknik, der bruges til at adskille biomolekyler baseret på partikelladningen, partikelstørrelsen og partikelformen. Migrationen af molekylet, kendt som elektroforetisk mobilitet, afhænger af typen af polymer/gel, der anvendes, dets porestørrelse, den tilvejebragte spænding, køretid og overflade til volumenforhold. Der er forskellige typer elektroforeseteknikker baseret på den anvendte type biomolekyle. Den første type elektroforese, der blev opfundet, var papirelektroforese, hvor et nitrocellulosepapir blev brugt som medium til adskillelse af biomolekyler. Princippet om gelelektroforese, hvor geler med forskellig porestørrelse blev brugt til at adskille biomolekyler, blev opfundet senere. Gelelektroforeseteknik blev yderligere modificeret for at forbedre teknikkens nøjagtighed, og en sådan modifikation er kapillærelektroforese. Den vigtigste forskel mellem kapillærelektroforese og gelelektroforese er, at gelelektroforese udføres i et lodret eller vandret plan ved hjælp af en polymergel med standardporestørrelse, hvorimod kapillarelektroforese udføres i et kapillarrør med en polymervæske eller en gel.
Hvad er gelelektroforese?
Gelelektroforese er en teknik, der bruges til at adskille hovedsageligt nukleinsyrer, proteiner eller aminosyrer baseret på dens ladning, størrelse og form. Denne teknik bruger en fysisk gel, som er et polymerstof, som separationsmedium. De mest almindeligt anvendte geler er agarose (til nukleinsyreseparation) og polyacrylamid (til proteinseparation). Det gelelektroforetiske apparat indeholder gelstøbebakken til klargøring af gelen, støbekamme til klargøring af brøndene, buffertank, elektroder – positive (anode) og negative (katode) og spændingsforsyningsenheden. Molekyler som DNA eller RNA, der er negativt ladede, bevæger sig fra katoden til anoden, og molekyler, der er positivt ladede, bevæger sig omvendt. Gelforberedelse udføres i henhold til kravet. Hvis en høj opløsning eller adskillelse af molekyler er påkrævet, bør der fremstilles en højkoncentrationsgel med en mindre porestørrelse. Molekylerne separeret på gelmatrixen observeres efter en farvningsteknik. De adskilte molekyler vises som bånd på gelmatrixen.
Figur 01: Gelelektroforese
Gelelektroforese bruges i molekylær diagnostik såsom DNA-fingeraftryk til at bestemme tilstedeværelsen af et bestemt DNA/RNA-fragment eller et protein. Gelelektroforese bestemmer også renheden af den ekstraherede biomolekyleprøve. Gelelektroforese udføres som et indledende trin til ind- og hybridisering og som en bekræftende analyse efter sekventering.
Hvad er kapillærelektroforese?
Kapillærelektroforese er en modifikation af gelelektroforese, som bruger det samme princip for separation baseret på ladning, molekylets størrelse, men udføres i et kapillarrør med enten et gelstof eller en flydende polymer. Kapillærer er fremstillet af smeltet silica, og hvert kapillærrør har en indvendig diameter på 50-100μm og er 25-100 cm i længden. Prøver sprøjtes ind i kapillarrøret indeholdende polymermaterialet og adskilles meget hurtigt end den konventionelle gelelektroforese. Kapillarsystemet er godt beskyttet inde i en isolatorkappe, som beskytter prøven mod enhver forurening. Kapillærer kan fyldes med flydende polymerer såsom hydroxyethylcellulose eller højopløsningsgeler såsom polyacrylamid. Kapillærelektroforese giver større opløsning; derfor er adskillelse mere nøjagtig. Kapillærelektroforese bruger et automatiseret detektorsystem via spektrofotometrisk analyse. Dette skyldes det højere forhold mellem overfladeareal og volumen.
Figur 02: Kapillærelektroforese
Kapillærelektroforese bruges i situationer som f.eks. i retsmedicin, hvor der kræves højere nøjagtighed og er ikke almindeligt anvendt, da det er en dyr teknik.
Hvad er lighederne mellem kapillærelektroforese og gelelektroforese?
- Separation af molekyler i begge teknikker er baseret på ladningen og størrelsen af molekylet.
- Begge teknikker kan bruges til at adskille både nukleinsyrer og proteiner.
- Samplevolumen for begge teknikker er den samme.
- Begge teknikker bruger en buffer for at lette adskillelse.
Hvad er forskellen mellem kapillærelektroforese og gelelektroforese?
Kapillærelektroforese vs. Gelelektroforese |
|
| Kapillærelektroforese er en teknik, der adskiller biomolekyler på et kapillarrør ved hjælp af et væske- eller gelpolymermedium. | Gelelektroforese er en teknik, der adskiller biomolekyler på et lodret eller vandret plan ved hjælp af et polymergelmedium. |
| Separation | |
| I kapillærelektroforese udføres adskillelse inde i et kapillarrør. | I gelelektroforese udføres adskillelse på et lodret eller vandret plan. |
| Medium of Separation | |
| Flydende polymerer som hydroxyethylcellulose bruges i kapillærelektroforese. | Gel, enten agarose eller polyakrylamid, bruges som et medium i gelelektroforese. |
| Cross Linkage | |
| Høj opløsning kan opnås fra kapillærelektroforese. | Opløsningen er lav ved gelelektroforese. |
| Surface Area to Volume Ratio | |
| Forholdet mellem overflade og volumen er højt i kapillærelektroforese. | Forholdet mellem overflade og volumen er lavt ved gelelektroforese. |
| Detektionsteknik | |
| Detektion udføres gennem spektrofotometriske automatiserede detektorer i kapillærelektroforese. | Farvning og observation gennem UV-transilluminator udføres som detektionsteknikker i gelelektroforese. |
Opsummering – Kapillærelektroforese vs gelelektroforese
Molekylær diagnostik spiller en stor rolle i den videnskabelige verden. Identifikation og oprensning af DNA, RNA og proteiner er kritiske trin i de diagnostiske procedurer. Elektroforese er en teknik, som adskiller og identificerer biomolekyler i både gelelektroforese og den meget avancerede kapillære gelelektroforese. Gelelektroforese udføres i et lodret eller vandret plan under anvendelse af en polymergel med standardporestørrelse, hvorimod kapillarelektroforese udføres i et kapillarrør med en polymervæske eller en gel. Dette er forskellen mellem kapillærelektroforese og gelelektroforese. Efter afslutningen af elektroforeseteknikken behandles biomolekylerne yderligere for at opnå information på et højere niveau via hybridisering eller gennem teknikker såsom fingeraftryk.
Download PDF-version af kapillærelektroforese vs gelelektroforese
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-versionen her Forskel mellem gelelektroforese og kapillærelektroforese.
