電泳是一種功能強大且便宜的分子分離技術(shù)。存在進行電泳的各種原因,包括與分子的非侵入性結(jié)合和分子分離的可視化。總體而言,電泳的目的是提供一種分析物質(zhì)的準確方法,例如您的血液和DNA(脫氧核糖核酸),這些物質(zhì)很難用常規(guī)方法分離。
電泳是一種經(jīng)驗技術(shù),用于根據(jù)電流中的響應(yīng)分離諸如細胞和蛋白質(zhì)等帶電分子(正負)。
影響電泳的因素有很多,包括凈電荷,分子質(zhì)量,緩沖液和電泳介質(zhì),如紙或凝膠。在電泳中,分子向相反的電荷移動;例如,具有正凈電荷的蛋白質(zhì)會向電泳介質(zhì)的負極移動。此外,質(zhì)量較小的分子比質(zhì)量較大的分子運動更快或分離更快。
1937年,一位名為Arne Tiselius的瑞典科學家開發(fā)了一種用于測量蛋白質(zhì)分子運動的儀器,稱為“移動邊界儀器”。這是一種使用水介質(zhì)分離蛋白質(zhì)分子的U形設(shè)備。
1940年,引入了區(qū)域電泳法,該方法使用固體介質(zhì)(例如凝膠),并允許染色以實現(xiàn)更好的分辨率或可視化分子分離。
然后在1960年,毛細管電泳技術(shù)得以發(fā)展,以提供一種通用的電泳技術(shù)。這種電泳允許使用水性和固態(tài)介質(zhì)分離分子。
使用介質(zhì)的電泳有意以非侵入性方式與分子相互作用。例如,凝膠介質(zhì)與蛋白質(zhì)分子結(jié)合而不會破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。與分子結(jié)合后,通過施加電流開始移動或分離。此外,也可以在電泳后回收結(jié)合至培養(yǎng)基的分子。
電泳儀旨在可視化分子的分離。這可以通過各種方法來實現(xiàn),包括染色和放射自顯影。
放射自顯影使用X射線膠片在分離后可視化放射性分子(例如DNA)的位置。這種類型的可視化效果可與拍照相媲美,其中X射線就像照相機閃光燈,而X射線膠片像是用于沖洗黑白照片的膠片。在電泳中,血液中的蛋白質(zhì)等分子的照片是使用放射自顯影技術(shù)顯影的。
在染色中,在分離過程之前或之后,將諸如考馬斯藍和酰胺黑的染料與分子混合。例如,在電泳前將蛋白質(zhì)與考馬斯染料混合會產(chǎn)生染色的路徑(小點或線),顯示蛋白質(zhì)在分離過程中的運動。
電泳儀的另一個目的是在可視化分子分離后獲得定量信息。為了獲得定量數(shù)據(jù),例如,圖像分析軟件(2D和3D渲染軟件)將電泳結(jié)果記錄為數(shù)字信號。這些信號代表分子在電泳之前和之后的位置,然后被用于“計算機”定量分析(使用計算機)。