Что такое электрофорез в биологии
Что такое электрофорез в биологии
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. К биохимическим методам исследования относят:
К биохимическим методам исследования относят:
2) электрофорез и 4) рентгеноспектрофотометрию
Биохимический метод — основной метод в биохимии из основных методов диагностики различных заболеваний, которые вызывают нарушение обмена веществ. Объектами диагностики биохимического анализа являются: кровь; моча; пот и другие биологические жидкости; ткани; клетки. Биохимический метод исследования позволяет определять активность ферментов, содержание продуктов метаболизма в различных биологических жидкостях, а также выявлять нарушения в обмене веществ, которые обусловлены наследственным фактором.
В биохимии широко применяют диализ, центрифугирование, оптические методы, различные виды хроматографии и др.
Электрофорез — это электрокинетическое явление перемещения частиц дисперсной фазы (коллоидных или белковых растворов) в жидкой или газообразной среде под действием внешнего электрического поля. Электрофорез применяют в лечебных целях в физиотерапии.
Наиболее часто метод используют для аналитических целей – для разделения смеси заряженных веществ на фракции с последующим качественным и количественным их определением. Таким способом удается разделить, например, белки сыворотки крови на 5 фракций: альбумин и 4 фракции глобулинов. Эту задачу часто решают в клинической биохимии, так как соотношение фракций закономерно изменяется при многих патологических процессах.
Метод подразделяется на фронтальный или свободный электрофорез (электрофорез в жидкой среде) и зональный или электрофорез в поддерживающих средах.
Спектрофотометрический метод анализа.
Молекулы, имеющие одинаковую связь и образующие одну группу, в ИФ области выдают полосы поглощения соответствующей характеристической частоты. Данные характеристические частоты помогают определить по получаемому спектру имеющиеся в исследуемой взвеси наличие искомых групп атомов или молекул.
Делят спектрофотометрию: на молекулярную, когда искомое вещество молекулярная структура, и атомную.
Инбридинг — скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов.
Гибридизация — процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке.
Микроскопия – это научное исследование объектов при помощи микроскопа. Микроскопия может подразделяться на несколько подвидов: оптическую, многофотонную, рентгеновскую, лазерную и электронную. Цель этого способа исследования заключается в увеличенном наблюдении за объектом и регистрацией замеченных изменений.
Процедура электрофореза. Показания и противопоказания.
Под редакцией медицинского консультанта Огородниковой С. В.
Как в медицине, так и в косметологии широко применяется физиопроцедура электрофорез. Она работает с помощью регулируемого гальванического тока, противозаряженные ионы которого переносят через кожу лечебные комплексы, витамины и косметические средства.
Лечебный эффект заключается в одновременном положительном влиянии на организм электрического тока и активных заряженных молекул лекарственного вещества.
Виды электрофореза
Иногда электрофорез называют ионофорезом, но это не совсем верно: да, обе процедуры работают на гальваническом токе, однако, все дело в его количестве. При ионофорезе разряд совсем слабый и постоянный, а электрофорез предполагает его увеличение во время сеанса.
На этом отличия не заканчиваются. При ионофорезе два противоположно заряженных электрода располагаются в пропитанной физическим раствором прокладке рядом друг с другом. При гальваническом электрофорезе один электрод находится на проблемном участке тела пациента, а противоположно заряженный электрод человек держит в руке (или электрод закрепляется на теле, зависит от вида процедуры).
Далее подробнее осветим способ гальванического электрофореза, так как именно его чаще всего используют как в медицине, так и в косметологии.
Описание процедуры
Когда электрический ток сочетают с лекарственными веществами, образуются ионы 一 положительно заряженные частицы «+». Они попадают вглубь тканей до 5 мм и заодно переносят оздоровительный комплекс через кожу в клетки организма.
Неотъемлемая часть электрофореза 一 это катод и анод 一 разнозаряженные электроды, которые создают электрическое поле. Один из них помещается на проблемный участок на теле пациента, другой зажимается в руке или закрепляется на участке тела согласно схеме, которая прилагается к аппарату.
В зависимости от эффекта, который ожидается от электрофореза, на проблемную зону помещается либо анод, или катод:
Как влияют процедуры с анодом или катодом на организм подробнее показано в таблице:
Воздействие разнозаряженных электродов на организм во время сеанса гальванического электрофореза
| Реакция | Анод «+» | Катод «-» |
|---|---|---|
| Изменение кислотности рН кожи | Повышение кислотности (уменьшение рН) | Ощелачивание (увеличение рН) |
| Сосудистая реакция | Артериальная гиперемия | Артериальная гиперемия |
| Рецепторный ответ | Понижение возбудимости и чувствительности | Повышение возбудимости и чувствительности |
| Реакция пор кожи | Закрытие пор | Открытие пор |
| Сальные и потовые железы | Снижение секреции | Усиление секреции |
Электрофорез можно проводить в клинике, так и самостоятельно дома при помощи специальных аппаратов. В данной процедуре ничего сложного, достаточно быть просто внимательным: не путать катод (отрицательный электрод) и анод (положительный). Для этого нужно подробно изучить инструкцию по применению.
Также не все лечебные препараты подходят под электрофорез 一 только «заряженные» средства, а об этом должна сообщить соответствующая маркировка на упаковке препарата.
Кому и для чего нужен электрофорез
Физиотерапия используется как в медицине, так и в косметологии. Но в каких случаях выбирают тот или иной способ? Электрофорез поможет решить такие проблемы в косметологии как:
В медицине электрофорез используется гораздо шире, тому доказательство 一 следующие показания к применению:
Перед тем, как начать делать процедуры электрофореза, в любом случае необходимо проконсультироваться с врачом. Он назначит необходимое время сеанса (обычно это от 10 до 20 минут), нужную концентрацию раствора и подберет лекарство. Также, если вы принимаете какие-либо препараты или делаете другие физиотерапевтические процедуры, стоит об этом предупредить. Очень важно не перегружать организм, особенно детский. Электрофорез для детей должен длиться не более 10-15 минут в день, для взрослых 一 не более 25 минут.
Противопоказания к применению электрофореза
Как и у любого другого способа физиотерапии или препарата, у электрофореза есть свои противопоказания, о которых необходимо знать:
Побочные эффекты возникают редко, однако они есть. Это может быть покраснение, зуд или отек на месте электрода при аллергии на лекарство или реакции на электрический ток. На 2-3 сеансе возможно повышение температуры и болезненных ощущений при воспалительных заболеваниях, но после окончания курса они исчезают сами.
Совмещение электрофореза с Ферменколом
Для проведения домашних процедур электрофореза подойдут аппараты Элфор, Элфор-Плюс, Элфор-Про и Невотон. Ферменкол показан в качестве косметического средства для сеанса электрофореза при:
Ферменкол 一 положительно заряженное средство, то есть проникать в поврежденную ткань он должен через анод.
Для коррекции гипертрофических и келоидных рубцов предназначен Ферменкол набор для энзимной коррекции из линейки этой продукции. В него входят:
Во время процедуры электрофореза частицы Ферменкола проникают под кожу и избирательно воздействуют на рубцовую ткань: действие раствора происходит лишь на поврежденной ткани, разрушая «плохие» клетки 一 избыточный коллаген и гиалуроновую кислоту. Все частицы от разрушенных клеток выводятся из организма естественным путем или используются для строительства здоровых клеток.
Электрофорез с Ферменколом — эффективный метод введения ферментов коллагеназы в глубоко расположенные участки рубцовой ткани при помощи постоянного электрического напряжения.
Благодаря электрофорезу с Ферменколом рубцы бледнеют, уменьшаются в размерах, становятся менее плотными и более эластичными, снижается или прекращается зуд, нормализуется гидратация рубцовой ткани.
Первые положительные результаты заметны уже через 2-3 процедуры электрофореза с Ферменколом.
Чтобы получить подробные рекомендации по коррекции рубцов и растяжек, обратитесь к специалисту. Консультация бесплатная, от вас потребуется только фотография проблемной зоны и описание того, что вас беспокоит.
Всю продукцию Ферменкол, а также упомянутые аппараты для физиотерапии вы можете приобрести в нашем интернет-магазине или в ближайшей аптеке.
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Смотреть что такое ЭЛЕКТРОФОРЕЗ в других словарях:
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
(от Электро. и греч. phoresis — несение, перенесение) направленное движение коллоидных частиц или макроионов под действием внешнего электричес. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
электрофорез м. мед.electrophoresis
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
IЭлектрофоре́злекарственный (устаревшие синонимы: ионофорез, ионтофорез, ионотерапия, гальваноионотерапия, ионогальванизация) — метод электролечения, в. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
явление направленного движения коллоидных частиц или макроионов под действием внешнего электрического поля (эффект открыт Ф. Рейссом в 1807). Практичес. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
1) Орфографическая запись слова: электрофорез2) Ударение в слове: электрофор`ез3) Деление слова на слоги (перенос слова): электрофорез4) Фонетическая т. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Форт Форо Фолк Фол Фок Флот Флор Флер Фетр Ферт Тэк Трок Треф Трек Торфорез Торф Торок Тореро Тор Тоо Толк Тол Ток Тоз Терек Теор Телорез Тело Телеф Рэкет Ротор Роток Рот Ролкер Рол Рокфор Рокот Рокер Рок Роек Рефлектор Реф Ретро Рет Реле Ректор Резол Резко Рез Офорт Отрок Отроек Отрез Отколе Откол Отзол Отел Отек Орт Орок Орк Ореол Орел Окрол Окот Око Озеро Озерко Лоток Лото Лот Лоро Лор Локо Лок Лето Лектор Лек Леер Кэт Ктор Крофтер Крот Крор Креол Креозот Креозол Крезол Крез Кофр Кофе Котел Кот Корф Корт Коретр Корел Коло Колет Колер Форте Фот Кол Козел Клозет Клефт Фото Фотореле Фрезер Фрол Фтор Экер Клетр Клерет Экзот Экзотроф Эклер Эко Клер Электро Кетоз Зэк Зот Зорко Эре Зло Эрл Зелот Зело Еле Эфор Зер Зеро Зеротор Зет Эрот Эркер Эректор Кзот Электрофорез Электрофор Электор. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
— перемещение частиц дисперсной фазы (суспензии, эмульсии, золи) в дисперсионной среде под действием внешнего электрического поля. Применяется для технического обогащения глин (обычно каолинов), а также для быстрого выделения нескольких или десятков граммов тонких глинистых фракций.
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
электрофорез перемещение заряженных коллоидных частиц, вызываемое действием внешнего электрического поля. В белковой химии метод Э. широко используетс. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ, движение электрически заряженных коллоидных частиц через ТЕКУЧУЮ СРЕДУ с одного ЭЛЕКТРОДА на другой при подаче напряжения на электроды. Э. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
(electrophoresis) метод разделения электрически заряженных частиц (главным образом белков) в растворе путем пропускания через этот раствор электрического тока. Скорость движения различных компонентов зависит от их заряда, так что постепенно они разделяются, отходя к различным полюсам электрода. Электрофорез широко используется для исследований химического состава тканей организма, например, для анализа различных белков в сыворотке крови. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
(катафорев) движение взвешенных в жидкости или газообразной среде жидких или газообразных частиц под влиянием приложенного извне электрического напряжения к противоположно заряженным электродам. Наблюдается в грунтах при электродренаже.
Синонимы:
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
cataphoresis, electromigration chromatography, electrophoretic effect, electrophoresis* * *электрофоре́з м.electrophoresis* * *electrophoresisСинонимы. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Ударение в слове: электрофор`езУдарение падает на букву: еБезударные гласные в слове: электрофор`ез
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
электрофорез (электро- + греч. phoresis несение, перенос) — перемещение электрически заряженных частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде под действ. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
[см. электро греч. phoreo ношу, переношу] лечебный метод воздействия на организм током и лекарственными веществами (лекарственный Э.), вводимыми при его помощи через кожу или слизистые оболочки за счет перемещения заряженных кол лоидных частиц под действием внешнего электрического поля. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ лекарственный (гальваноионотерапия), лечебный метод воздействия на организм постоянным током и лекарственными веществами, вводимыми при его помощи через кожу или слизистые оболочки. Сочетание электрофореза с индуктотермией называется индуктоэлектрофорезом.
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
(электро- + греч. phoresis несение, перенос) перемещение электрически заряженных частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде под действием внешнего электрического поля; явление Э. используется, напр., в физиотерапии, в некоторых методах лабораторных биохимических исследований. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Electrophoresis — Электрофорез. Перенос заряда коллоидными или макромолекулярными материалами в электрическом поле. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья»; Санкт-Петербург, 2003 г.). смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Rzeczownik электрофорез m Fizyczny elektroforeza
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
эле́ктрофоре́з [рэ\]Синонимы: ионогальванизация, ионофорез, ионтофорез, катафорез, микроэлектрофорез, электрофорезис
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
см. Электрокинетические явления, Электромиграционные методы. Синонимы: ионогальванизация, ионофорез, ионтофорез, катафорез, микроэлектрофорез, элек. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Статьимикроморфология(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
эле`ктрофоре’з, эле`ктрофоре’зы, эле`ктрофоре’за, эле`ктрофоре’зов, эле`ктрофоре’зу, эле`ктрофоре’зам, эле`ктрофоре’з, эле`ктрофоре’зы, эле`ктрофоре’зом, эле`ктрофоре’зами, эле`ктрофоре’зе, эле`ктрофоре’зах. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
направленное перемещение заряженных частиц в дисперсионной среде под действием электрического поля. В генетике Э. широко используется для разделения макромолекул белков, нуклеиновых кислот и др. смотреть
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
(2 м)Синонимы: ионогальванизация, ионофорез, ионтофорез, катафорез, микроэлектрофорез, электрофорезис
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
electrophorsisСинонимы: ионогальванизация, ионофорез, ионтофорез, катафорез, микроэлектрофорез, электрофорезис
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
электрофорезСинонимы: ионогальванизация, ионофорез, ионтофорез, катафорез, микроэлектрофорез, электрофорезис
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
〔名词〕 电泳Синонимы: ионогальванизация, ионофорез, ионтофорез, катафорез, микроэлектрофорез, электрофорезис
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
электрофорез ионофорез, ионтофорез, электрофорезис, ионогальванизация, катафорез
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
m Elektrophorese f зональный электрофорезлекарственный электрофорезэлектрофорез на бумаге
Современные методы бионанотехнологии. Демонстрационный
Лабораторная работа 1.1. Анализ белков при помощи электрофореза в полиакриламидном геле в денатурирующих условиях (SDS-PAGE)
Видео
Лекция
1.1. Теоретические предпосылки
1.1.1. Сущность электрофоретического разделения биологических макромолекул
В основе метода электрофореза лежит явление миграции заряженных частиц под действием электрического поля. Многие биологические микро- и макромолекулы, такие как пептиды, белки, нуклеиновые кислоты, обладают ионизируемыми группами и при определенном значении рН окружающей среды существуют в растворе в виде положительно заряженных частиц – катионов, либо в виде отрицательно заряженных частиц – анионов. Следовательно, под влиянием внешнего приложенного электрического поля эти заряженные частицы будут мигрировать либо к катоду, либо к аноду, в зависимости от своего результирующего заряда и молекулярной массы.
Электрофореграммы белков различных биологических жидкостей человека (сыворотка крови, моча, спинномозговая жидкость и др.) позволяют врачам и медицинским биохимикам получить значительную диагностическую информацию. Результаты электрофоретического разделения ферментов (зимограммы) позволяют изучать изменения активности и изоферментного спектра таких белков под действием внешних и внутренних факторов, как у человека, так и у других организмов (рис. 1).
Обычно белки находятся в растворе в виде заряженных частиц. Заряд на поверхности белков возникает в результате диссоциации группировок, находящихся в боковых радикалах аминокислот (карбоксильных, амино-, имидазольных и др. групп), а также при связывании ионов. Так как степень диссоциации группировок зависит от рН раствора, то величина и знак суммарного заряда белковой молекулы зависят от рН среды, а также от ионной силы (интенсивности электрического поля, создаваемого ионами в растворе).
Для каждого белка существует такое значение рН среды (обозначаемое как рI – изоэлектрическая точка), при котором положительные и отрицательные заряды ионизированных групп будут скомпенсированы. Вследствие этого факта, заряд всей белковой молекулы равен нулю. Таким образом, в буферном растворе со значением рН = рI изучаемого белка, невозможно движение белковой молекулы в приложенном электрическом поле.
Из-за разницы в аминокислотном составе, все белки имеют разные значения рI. При рН ≠ pI молекулы белка приобретают заряд и под действием электрического поля перемещаются к противоположно заряженным электродам – катоду(‑) или аноду(+). Например, кислые белки, богатые моноаминодикарбоновыми аминокислотами (аспарагиновая кислота (Asp); глютаминовая кислота (Glu), даже в буферном растворе со слабощелочным значением рН (8.0 – 8.5) приобретут значительный суммарный отрицательный заряд, вследствие диссоциации карбоксильных групп на СОО ‑ и H + и будут двигаться к аноду.
Для электрофоретического разделения биологических макромолекул оптимально такое значение рН рабочего буферного раствора, которое обусловливает максимальное различие зарядов разных белков, составляющих исходную смесь, а не их максимальный заряд. Обычно электрофорез проводят в среде (буфере) со значением рН, на 3 — 4 единицы отличающимся от среднего значения рI для белков данного типа. Это позволяет добиться хорошей электрофоретической подвижности и, вместе с тем, сохранить ощутимые различия молекул по заряду. Предпочтительно использовать буфер известной и постоянной ионной силы на основе однозарядных ионов. От рабочего буфера также требуется существенная емкость, так как локальная концентрация белка в образующихся при разделении смеси зонах скопления молекул может оказаться значительной. Поэтому используют буферы с концентрацией не менее 0.1 — 0.2 М. При проведении электрофореза электрическое поле создают с помощью источника питания – стабилизированного выпрямителя, способного давать регулируемое напряжение до 100 – 1000 В, при силе тока в несколько десятков миллиампер (мА).
Электрофорез проводят в однородном электрическом поле, то есть в поле, напряженность E которого во всех точках одинакова. Электрический ток пропускают через проводник – буферный раствор, налитый в канал из изолирующего материала (например, стекла) или пропитывающий какую-либо поддерживающую среду – носитель (например, бумагу или гель). Сопротивление R буферного раствора задается двумя факторами: концентрацией в нем свободных ионов и их электрофоретической подвижностью. Электрофоретической подвижностью (u) данной молекулы называют скорость движения заряженной молекулы (выражаемой в см/ч) в электрическом поле с напряженностью 1 В/см. Именно различия в электрофоретической подвижности белков, содержащихся в анализируемой смеси, делают возможным разделить эти белки в пространстве (в разных зонах электрофореграммы).
Скорость V движения белков к тому или иному электроду снижается из-за их трения в окружающей среде. Сила трения прямо пропорциональна скорости движения белковых молекул. Коэффициент трения белковой молекулы, обозначенный как f, зависит как от размера, формы и степени гидратированности этой молекулы, так и от свойств самой среды. Электрофоретическая подвижность белка зависит:
1.1.2. Классификация электрофоретических методов:
Основными типами электрофореза являются:
Зональный электрофорез проводится при постоянном (не изменяющемся) значении рН буферного раствора, заполняющего данный носитель (бумагу, гель, др.). Исследуемый образец наносится пятном или тонким слоем на носитель, по которому и перемещается в электрическом поле. Усложненным вариантом зонального электрофореза является диск-электрофорез (многофазный зональный электрофорез), при котором рН и другие характеристики, постоянные внутри одной “фазы”, при переходе к другой “фазе” скачкообразно изменяются.
При изоэлектрическом фокусировании в среде для электрофореза создается плавный градиент рН. Белок останавливается в зоне, где значение рН равно его изоэлектрической точке (pI). Для создания градиента рН обычно используют раствор полиамино-поликарбоновых кислот, которыми насыщают носитель. В отсутствии электрического поля эта смесь обычно имеет значение рН равное 6.5. При наложении электрического поля указанные кислоты обеспечивают линейный градиент рН от 3 до 10.
В случае изотахофореза заряженные ионы сначала разделяются в соответствии с величинами их заряда и подвижности, а затем перемещаются в электрическом поле с одинаковыми и постоянными скоростями.
Иммуноэлектрофорез сочетает в себе электрофоретическое разделение белков с иммунопреципитацией, основанной на реакции “антиген – антитело”. Этот тип электрофореза превосходит остальные по чувствительности и разрешающей способности.
По цели применения электрофореза различают:
По степени денатурации разделяемых белков различают:
В отличие от нативного электрофореза, электрофорез в денатурирующих условиях предполагает применение химических реагентов, разрушающих пространственную структуру разделяемых белков и экранирующих собственный заряд молекулы.
По направлению фракционирования различают:
На сегодняшний день, в целях обеспечения высокого качества фармацевтических и биофармацевтических субстанций, принято использовать так называемые «системы для электрофореза». Это оборудование, позволяющее производить быстрый, точный и качественный анализ препаратов различными методами электрофоретического разделения. Программное обеспечение данных систем позволяет подобрать оптимальный метод и грамотно проанализировать полученные результаты.
1.1.3. Носители, применяемые для проведения электрофореза
Рассматривая историю появления метода электрофореза, можно отметить, что впервые электрофорез был применен без какого-либо носителя: электрическая цепь между электродами замыкалась через буферный раствор, в котором и происходило разделение белков. Позднее при электрофорезе начали применять носители жидкой фазы – полимеры, служащие “каркасом” для буферного раствора. Применение носителей позволило заметно снизить конвекцию (перемешивание) и, следовательно, повысить качество разделения белков. Носитель может быть в форме порошка, пленки, геля и др. Последующие разработки были посвящены усовершенствованию свойств носителей.
Идеальный носитель должен:
Гели легко принимают разные геометрические формы, поэтому в названии электрофоретического метода с их использованием указывают, какова конфигурация рабочего пространства.
Гель для электрофореза можно заполимеризовать:
Название метода, носитель
Преимущества метода и/или носителя
Электрофорез с подвижной границей (в свободном растворе). Носителя нет.
Первый электрофоретический метод, позволивший разделять белки
Сложно избежать конвекции – перемешивания разделяемых зон; для исследования нужна проба в десятки мг белка; разрешающая способность мала (не более 8 компонентов в пробе).
На фильтровальной или хроматографической бумаге (50-е годы XX в.)
Сниженная конвекция, разделенные зоны можно зафиксировать и окрасить. Оборудование проще.
Непрозрачность. Загрязнения и неоднородность бумаги мешают разделению. “Хвосты” на электрофореграммах из-за высокой адсорбционной емкости. Фон окрашивается, что затрудняет распознавание белковых зон.
На пленках из ацетата целлюлозы (известен с 1957г.)
Быстрый, требует меньшего количества пробы для анализа. Низкая адсорбционная емкость помогает избежать появления “хвостов” на электрофореграмме. После окрашивания фон остается бесцветным. Пригодны для иммуноэлектрофореза.
Непрозрачность в водных растворах (можно добиться прозрачности, погрузив в минеральное масло). Дороже, чем при использовании бумаги. Мало пригоден для препаративного электрофореза.
В крахмальном геле (предложен О. Смитисом)
Первый носитель со свойствами молекулярного сита. Активно препятствует конвекции. Повышает разрешение.
Низкая прозрачность, хрупкость, размер пор можно менять лишь в небольших пределах. Приготовление качественного геля трудоемко.
В агаровых и агарозных гелях
Удовлетворительная прозрачность, высокая пластичность (проще резать, удобнее красить и определять ферментативную активность прямо в геле), простота изготовления.
Из-за отрицательного заряда на сульфатных и СООН-группах сетки агара возникает электроосмос, приводящий к неравномерному распределению электрического поля, а иногда – гидростатического давления. Возможно химическое взаимодействие веществ с агаром.
В полиакриламидном (ПААГ) геле (предложен Л. Орнстейном и Д. Дэвисом)
Химически инертен, можно кипятить. Можно задать необходимый размер пор и обеспечить свойства молекулярного сита. Высокая прозрачность. Легко готовить. Упругий, прочный.
1.1.4. Особенности электрофореза в полиакриламидном геле
Полиакриламидный гель (ПААГ) обладает многими качествами идеального носителя. Имея свойства молекулярного сита, он обеспечивает электрофоретическое разделение белковых смесей не только по заряду, но и по размеру и форме частиц. При электрофорезе в ПААГ крупные молекулы, размеры которых соизмеримы с диаметром пор геля, движутся медленнее, а мелкие молекулы свободно и быстро проходят через поры геля. ПААГ формируют путем сополимеризации акриламида, создающего линейную основу, и N,N′-метиленбисакриламида (BIS), служащего для поперечных «сшивок» линейных цепей.
В результате сополимеризации образуется трехмерная сетка геля. Каждый второй углеродный атом линейной цепи содержит кислотную амидную группу (рис. 3), что обеспечивает гидрофильность полимера. В то же время ПААГ не содержит ионизируемых групп. Для сополимеризации нужны инициаторы и катализаторы (окислительно-восстановительные системы – источники свободных радикалов). Чаще всего используют систему из двух компонентов:
