الکتروفورز پاور سرهم
الکتروفورز یک تکنیک رایج در زیست‌شناسی مولکولی برای جداسازی DNA، RNA یا پروتئین‌ها بر اساس اندازه و بار الکتریکی آن‌ها است. در روش‌های سنتی، ژل پس از اتمام فرایند الکتروفورز رنگ‌آمیزی و تصویربرداری می‌شود. در مقابل، سیستم‌های Real-Time یا On-Gel Imaging روشی نوین را ارائه می‌دهند که امکان مشاهده و ثبت لحظه‌ای فرایند جداسازی را فراهم می‌کند.
سیستم‌های الکتروفورز زمان واقعی (Real-Time or On-Gel Imaging Systems) فناوری‌های نسل جدیدی هستند که با هدف بهینه‌سازی و ساده‌سازی فرایند الکتروفورز طراحی شده‌اند. در این سیستم‌ها، فرآیند جداسازی، آشکارسازی و ثبت تصویر به‌طور همزمان و بدون نیاز به جابجایی فیزیکی ژل صورت می‌گیرد.
سیستم الکتروفورز افقی (Horizontal Electrophoresis System) که نوعی از الکتروفورز سنتی محسوب می‌شود، روشی بسیار رایج و پرکاربرد برای جداسازی درشت مولکول‌ها مانند اسیدهای نوکلئیک DNA و RNA در محیط‌های تحقیقاتی و آموزشی است. این سیستم‌ها عموماً با ژل آگارز کار می‌کنند و تحت میدان الکتریکی مستقیم (DC) ، موجب حرکت مولکول‌های باردار از قطب منفی (کاتد) به قطب مثبت (آند) می‌شوند. این کار سبب جداسازی این مولکول‌ها براساس اندازه و سرعتشان می‌شود.
در الکتروفورز سنتی، مراحل زیر انجام می‌شود:
1. تهیه ژل: ژل آگارز یا پلی‌آکریل‌آمید تهیه می‌شود.
2. بارگذاری نمونه: نمونه‌ها در چاهک‌های ژل بارگذاری می‌شوند.
3. الکتروفورز: جریان الکتریکی به ژل اعمال می‌شود و مولکول‌ها بر اساس اندازه و بارشان جدا می‌شوند.
4. رنگ‌آمیزی: ژل با رنگ فلورسنت یا غیراشباع رنگ‌آمیزی می‌شود تا مولکول‌های جدا شده، مشاهده شوند.
5. تصویربرداری: ژل روی دستگاه ژل داک قرار داده و تصویربرداری می‌شود.
در مقابل، سیستم‌های الکتروفورز ریل تایم یا On-Gel Imaging امکان مشاهده‌ی حرکت مولکول‌ها را در حین انجام الکتروفورز فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها از رنگ‌های فلورسنت استفاده می‌کنند. این رنگ به DNA ها یا پروتئین‌ها متصل و با استفاده از یک دستگاه تصویربرداری حساس، سیگنال فلورسنت در طول زمان ثبت می‌شود.
کاربردهای اصلی این سیستم عبارتند از:
• ارزیابی کیفیت و خلوص استخراج‌های نوکلئیک‌اسیدی
• بررسی موفقیت واکنش‌های PCR یا RT-PCR
• تعیین اندازه نسبی قطعات DNA بر اساس مارکرهای مولکولی (DNA Ladder)
• غربال‌گری سریع نمونه‌ها قبل از مراحل پایین‌دستی مانند کلونینگ یا تعیین سکانس
فرایند کارالکتروفورز ژل در Real-time شامل ریختن ژل آگارز با درصد مشخص (۰٫۷٪ تا 2 درصد بسته به اندازه قطعات هدف)، بارگذاری نمونه‌ها در چاهک‌های ژل و اعمال میدان الکتریکی جهت جداسازی مولکول‌ها بر اساس اندازه است. پس از اتمام فرایند، باندهای ژل باید با استفاده از سیستم‌های نوری مانند ترانس‌ایلومیناتور UV یا تصویربرداری فلورسانس مشاهده شود.
مراحل انجام کار در سیستم‌های Real-Time یا On-Gel Imaging به شرح زیر است:
o ژل آگارز یا پلی آکریل آمید را طبق پروتکل استاندارد تهیه کنید.
o نمونه DNA، RNA یا پروتئین خود را برای الکتروفورز آماده کنید.
o یک رنگ فلورسنت مناسب را که به مولکول‌های مورد نظر شما متصل می‌شود، به نمونه یا ژل خود اضافه کنید.
o نمونه‌های خود را در چاهک‌های ژل بارگذاری کنید.
o یک نشانگر اندازه (لدر) را برای تعیین اندازه مولکول‌های خود بارگذاری کنید.
o ژل را در دستگاه الکتروفورز Real-Time قرار دهید.
o ولتاژ و زمان اجرا را طبق پروتکل خود تنظیم کنید.
o در طول فرآیند الکتروفورز، دستگاه به طور خودکار و در فواصل زمانی معین، از ژل تصاویر فلورسنت تهیه می‌کند.
o می‌توانید به طور همزمان مهاجرت مولکول‌های خود را روی صفحه نمایش دستگاه یا رایانه متصل مشاهده کنید.
دستگاه داده‌های مربوط به شدت فلورسنت را در طول زمان و برای هر باند یا ناحیه مورد نظر جمع آوری می‌کند.
• از نرم افزار دستگاه برای تجزیه و تحلیل داده‌های جمع آوری شده استفاده کنید.
• این تجزیه و تحلیل ممکن است شامل موارد زیر باشد:
o تعیین سرعت مهاجرت مولکول ها
o اندازه گیری شدت باندها در طول زمان
o کمی سازی مقدار DNA، RNA یا پروتئین
o مقایسه الگوهای مهاجرت بین نمونه ها
استفاده از سیستم‌های الکتروفورز ریل تایم یا On-Gel Imaging مزایای متعددی دارد، از جمله:
• مشاهده لحظه‌ای: امکان مشاهده‌ی دقیق نحوه‌ی جداسازی مولکول‌ها و بهینه‌سازی زمان‌بندی آزمایش.
• کاهش زمان آزمایش: حذف مرحله‌ی رنگ‌آمیزی و تصویربرداری پس از اتمام فرایند الکتروفورز.
• افزایش حساسیت: تشخیص بهتر باندهای ضعیف به دلیل ثبت مداوم سیگنال.
• کاهش خطر آلودگی: دستکاری کمتر ژل و کاهش احتمال آلودگی نمونه.
• کمی‌سازی دقیق‌تر: امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر میزان DNA یا پروتئین در طول زمان.
یکی از مزایای کلیدی دستگاه ریل تایم الکتروفورز در مقایسه با روش‌های سنتی الکتروفورز، سرعت بالا است. این افزایش سرعت به دلایل زیر حاصل می‌شود:
• حذف مراحل پس از الکتروفورز: در الکتروفورز سنتی، پس از اتمام فرایند جداسازی، ژل باید از دستگاه خارج و رنگ‌آمیزی شود (مرحله‌ای زمان‌بر)و پس از آن برای تصویربرداری روی دستگاه ژل داک قرار گیرد. دستگاه ریل تایم الکتروفورز این مراحل اضافی را حذف می‌کند. در این دستگاه‌ها تصویربرداری به طور همزمان با جداسازی انجام می‌شود. این کار موجب صرفه‌جویی قابل توجهی در زمان می‌شود.
• بهینه سازی زمان اجرا: مشاهده‌ی لحظه‌ای پیشرفت جداسازی به کاربر این امکان را می‌دهد تا زمان اجرا را بهینه کند. در الکتروفورز سنتی، کاربر باید زمان اجرا را بر اساس تخمین یا تجربه تعیین کند، که اغلب منجر به اجرای طولانی‌تر از حد لازم برای اطمینان از جداسازی کامل می‌شود. با دستگاه الکتروفورز کمی، کاربر می‌تواند ببیند که چه زمانی جداسازی به حد مطلوب رسیده است و اجرا را به موقع متوقف کند.
• گردش کار ساده: حذف مراحل متعدد نه تنها در زمان صرفه‌جویی می‌کند، بلکه گردش کار کلی را نیز ساده‌تر می‌کند. این امر به ویژه در آزمایشگاه‌هایی با توان عملیاتی بالا که در آن پردازش سریع نمونه‌ها ضروری است، از اهمیت بالایی برخوردار است.
• نتایج سریع‌تر: کاهش زمان گردش کار منجر به دریافت سریع‌تر نتایج می‌شود. این امر به ویژه در کاربردهای تشخیصی که تصمیمات سریع برای مراقبت از بیمار مهم است، ارزش بالایی دارد.
• با وجود کارایی و دقت بالا، این سیستم به دلیل نیاز به مداخله دستی (برداشت ژل، رنگ‌آمیزی یا مشاهده مجزا) در مواقعی که زمان یا حجم کاری بالا باشد، چالش‌برانگیز است.
افزایش دقت و حساسیت در دستگاه‌های ریل تایم الکتروفورز از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا امکان کمی‌سازی دقیق‌تر و تشخیص قابل اطمینان مولکول‌های هدف را فراهم می‌کند. این امر به ویژه در کاربردهایی مانند تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، اندازه‌گیری دقیق بیان ژن و شناسایی مقادیر کم پروتئین یا DNA بسیار مهم است. توانایی تشخیص تغییرات ظریف در غلظت یا رفتار مولکولی، منجر به نتایج قابل اعتمادتر و بینش‌های عمیق‌تر در تحقیقات علمی و تشخیص بالینی می‌شود.
همانطور که در بالا گفته شد، دستگاه ریل تایم الکتروفورز ابزاری قدرتمند و کارآمد برای الکتروفورز است که امکان مشاهده‌ی لحظه‌ای، کاهش زمان آزمایش، افزایش حساسیت و دقت را فراهم می‌کند. این سیستم‌ها به طور فزاینده‌ای در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و بالینی برای کاربردهای مختلف در حال استفاده هستند. تلاش کردیم در این مقاله ویژگی، کاربردها و مزایای این دستگاه را به طور خلاصه شرح دهیم.
شرکت دناژن که سالها است در زمینه تولید و عرضه تجهیزات آزمایشگاهی فعالیت دارد، با بهره‌گیری از نیروهای مجرب و متخصص این دستگاه را با قیمت مناسب و کیفیتی هم سطح نمونه‌های خارجی ارائه کرده است. برای کسب اطلاعات بیشتر و شرایط خرید با ما تماس بگیرید.
با ما تماس بگیرید