Гель-электрофорез — это метод, широко используемый в различных областях, таких как исследования вакцин, разработка лекарственных препаратов, судебная экспертиза, ДНК-профилирование и науки о жизни. Этот метод также применяется в таких отраслях, как горнодобывающая и пищевая промышленность. Гель-электрофорез позволяет разделять нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) и белки на основе их размера.
Во время гель-электрофореза используется пористая гелевая матрица, через которую перемещаются белки или нуклеиновые кислоты. Поскольку как нуклеиновые кислоты, так и белки несут отрицательный электрический заряд, это свойство используется для перемещения необходимых молекул через гелевую матрицу.
Гель-бокс, используемый в этом процессе, содержит катод на одном конце и анод на другом. Когда прикладывается электрический заряд и в бокс заполняется ионный буфер, создается электрическое поле. Из-за равномерно отрицательного заряда белков и нуклеиновых кислот эти молекулы мигрируют к положительному электроду. Скорость миграции зависит от того, насколько легко молекулы могут проходить через поры геля. Меньшие молекулы легче проходят через поры, что приводит к более быстрой миграции.
К концу процесса на геле образуются отдельные полосы белков или нуклеиновых кислот, разделенные в соответствии с их молекулярной массой. Этот метод особенно эффективен для идентификации и разделения молекул из гетерогенных образцов.
Гель-электрофорез может быть выполнен как в горизонтальной, так и в вертикальной конфигурации. В горизонтальных гелях в качестве матричного материала обычно используется агароза, в то время как в вертикальных гелях обычно применяется акриламид. Размеры пор гелей определяются концентрацией их химических компонентов. Поры агарозного геля имеют больший и менее однородный размер, варьирующийся от 100 до 500 нм в диаметре, тогда как поры акриламидного геля меньше и более однородны, с диаметром от 10 до 200 нм.
Учитывая разницу в размерах между молекулами ДНК/РНК и линейными белковыми цепями, часто предпочтительно денатурировать белки до или во время процесса гель-электрофореза, что облегчает их анализ. В результате молекулы ДНК и РНК обычно анализируются на агарозных гелях в горизонтальной ориентации. В то же время белки обычно разделяются с использованием акриламидных гелей в вертикальной ориентации.
Горизонтальный Гель-Электрофорез — это метод, используемый для разделения молекул ДНК, РНК или белков на основе их молекулярного размера и заряда. Гель заливается в горизонтальной ориентации и помещается в специальный гель-бокс, заполненный непрерывным буфером. Гель-бокс разделяется на два отсека с помощью агарозного геля, с анодом на одном конце и катодом на другом. При подаче электрического тока буфер создает градиент заряда, который позволяет молекулам мигрировать через гель.
В процессе горизонтального гель-электрофореза гель может нагреваться, но буфер служит охлаждающим средством для поддержания оптимальной температуры. Рециркуляция буфера помогает предотвратить образование градиента pH. В отличие от вертикального гель-электрофореза, в горизонтальной системе нельзя использовать дискретную буферную систему, так как оба отсека связаны между собой через буфер. Акриламидный гель не может использоваться в горизонтальном гель-электрофорезе, поскольку гель-бокс подвергается воздействию кислорода, который ингибирует полимеризацию акриламида и мешает формированию геля. Горизонтальный гель-электрофорез является простым и широко используемым методом для разделения молекул ДНК и РНК.
При выборе систем для горизонтального электрофореза необходимо учитывать такие факторы, как количество и размер гелей, которые система может обрабатывать, так как это определяет пропускную способность эксперимента. Эти системы обычно включают танк, лотки для заливки геля, электроды, соединительные кабели и источник питания. Также могут быть включены материалы для заливки геля и гребни различного размера. Вы можете изучить различные предложения производителей и запросить техническую информацию напрямую у поставщиков.
Вертикальный гель-электрофорез — это более сложный метод по сравнению с горизонтальным гель-электрофорезом, однако он обеспечивает лучшее разделение и разрешение, особенно для белков. Вертикальная система использует дискретную буферную систему, где катод находится в верхней камере, а анод — в нижней. Тонкий гель, толщиной менее 2 мм, заливается между двумя стеклянными пластинами: один его конец погружен в буфер в верхней камере, а другой — в буфер в нижней камере.
При подаче тока небольшое количество буфера перемещается из верхней камеры в нижнюю через гель. В отличие от горизонтальных систем, буфер в вертикальной системе проходит только через гель, что позволяет точно контролировать градиенты напряжения во время разделения. Меньший размер пор полиакриламидного геля, используемого в вертикальном гель-электрофорезе, способствует лучшему разделению, поскольку линейные белковые нити меньше, чем молекулы ДНК и РНК.
Перед разделением белков их четвертичная структура должна быть разрушена до линейных нитей. Это можно достичь обработкой белков додецилсульфатом натрия (SDS), который разрушает дисульфидные связи и денатурирует белки. После денатурации белки можно загружать на стартовый гель в вертикальной системе. Стартовый гель концентрирует белки в лунках и обеспечивает их одновременную миграцию. После этого белки мигрируют через разделительный гель в зависимости от их молекулярного размера.
В установке вертикального гель-электрофореза верхняя камера содержит катод, а нижняя камера — анод. Отрицательно заряженные линейные белковые нити мигрируют к аноду (сверху вниз) во время разделения. Гель заливается между стеклянными пластинами, образуя очень тонкий слой геля, менее 2 мм толщиной. В отличие от горизонтального гель-электрофореза, где буфер циркулирует в обоих отсеках, буфер в вертикальной системе проходит только через гель, что позволяет точно контролировать градиент напряжения.
Вертикальный гель-электрофорез предпочтителен для разделения белков благодаря простоте приготовления полиакриламидного геля в вертикальной системе и улучшенному разделению и разрешению, которое он обеспечивает.
Система вертикального гель-электрофореза предназначена для различных видов разделения, особенно для отделения белков от нуклеиновых кислот на основе их размера. Этот метод часто используется в лабораториях, занимающихся иммунизацией, ДНК-профилированием, судебной экспертизой и другими приложениями в области наук о жизни. Гель-электрофорез может проводиться как в горизонтальной, так и в вертикальной ориентации, каждая из которых имеет свои преимущества.
Вертикальные гели изготавливаются из акриламида, в то время как горизонтальные гели используют агарозу. Размер пор геля определяется его составом: поры агарозного геля крупнее, чем у акриламидного геля. Поскольку молекулы ДНК и РНК больше белков, их денатурация упрощает процесс исследования. Акриламидный гель подходит для визуализации молекул белка, тогда как агарозный гель используется для нуклеиновых кислот.
В горизонтальном гель-электрофорезе плоская гель-бокс погружается в буферный раствор. Бокс разделен на отсеки, между которыми находится агарозный гель, а анод и катод расположены на противоположных сторонах. Ионный раствор в боксе создает электрическое поле при подаче заряда. Поскольку нуклеиновые кислоты и белки имеют отрицательный заряд, молекулы мигрируют к положительному терминалу. Буферный раствор рециркулируется для поддержания градиента pH. Однако плоская гелевая система не может поддерживать прерывистую работу и не может использовать акриламидный гель из-за воздействия кислорода, который ингибирует формирование геля.
Система вертикального гель-электрофореза является более предпочтительной, поскольку она разделяет катод и анод в отдельных камерах. Катод находится в верхней камере, а анод — в нижней. Гель заливается между двумя пластинами, при этом его нижняя часть погружена в одну камеру, а верхняя — в другую. При подаче тока буфер контролируемым образом перемещается через гель сверху вниз. Это точное управление напряжением в сочетании с акриламидным гелем приводит к лучшему разделению по сравнению с горизонтальной системой.
Для отделения белков от нуклеиновых кислот предпочтителен вертикальный гель-электрофорез. Однако если цель заключается в разделении ДНК и РНК, рекомендуется использовать горизонтальный гель-электрофорез. Важно выбрать подходящую систему вертикального гель-электрофореза от надежного поставщика, чтобы обеспечить правильное оборудование для ваших экспериментов, так как этот метод требует специальных инструментов для эффективной работы с неоднородными материалами.
В целом, если вам нужно разделить ДНК и РНК, предпочтительным вариантом является горизонтальный гель-электрофорез. С другой стороны, вертикальные системы лучше подходят для разделения белков. Горизонтальные системы популярны благодаря их простоте использования и возможности доступа к гелю во время процесса разделения, что делает их идеальными для разделения нуклеиновых кислот. В случаях, когда необходимо разделить сходные нуклеиновые кислоты с более высоким разрешением, например, при секвенировании методом завершения окраски (dye termination sequencing), исследователи предпочтут более высокое разрешение, предлагаемое вертикальными системами. Следовательно, лучшая система электрофореза для вашего применения зависит от типа разделяемых молекул и желаемого разрешения геля.
021-66840435
Менеджер по Продажам Отдела России и СНГ
+989101638848
Связаться с нами
