Электрофорез

Электрофорезом называют методику разделения крупных молекул (нуклеиновых кислот, белков, их фрагментов) при помощи воздействия электричества. В создаваемом в аппарате электрическом поле макромолекулы разделяются за счет разной конфигурации, молекулярной массы и заряда. Электрофорез бывает аналитическим и препаративным.

Классическими вариантами проведения процедуры считается электрофорез в вертикальных и горизонтальных камерах. Оба варианта в качестве расходных материалов используют гели: полиакриламидные (ПААГ) в вертикальных или агарозные в горизонтальных камерах. Разрешающая способность полиакриламидных гелей выше, чем агарозных; в вертикальных камерах используются только полиакриламидные варианты, позволяющие разделять молекулы ДНК различных размеров с точностью до нуклеотида.

Системы для изоэлектрофокусирования применяются для одного из видов электрофореза, при котором разделение макромолекул происходит в капиллярах, камерах или стрипах за счет движения молекул и достижения областей, где величина pH равна величине изоэлектрической точки белка. Наиболее частое применение метода и специализированных систем для него: оценка препаратов, созданных при помощи генной инженерии, анализ биотехнологических лекарств высокой очистки.

Для двумерного электрофореза белков, который является сочетанием электрофореза в полиакриламидном геле с изоэлектрическим фокусированием, нужны электрофоретические горизонтальные системы с функцией 2D-электрофореза. Этот метод нужен для решения задач по исследованию неканонических структур молекул, которые образуются в сверхспирализованной молекуле кольцевой ДНК.

Системы капиллярного электрофореза содержат готовые чипы или картриджи с агарозным гелем внутри. Процентную концентрацию исследователь выбирает в зависимости от размера фрагмента образца (от 10 до 5000 п.н.).

Большинство указанных приборов используется для аналитического электрофореза. Для препаративного необходима электрофоретическая горизонтальная система, которая дает возможность не только разделить макромолекулы и задокументировать полученные данные, но и вырезать отдельные фрагменты. Это трудоемкий процесс, он требует высокого уровня компетенции исследователя. Или же можно приобрести электрофоретические системы с функцией фракционирования. Как правило, такие аппараты требуются при выделении белков и нуклеиновых кислот, для составления библиотек секвенирования, для улучшения библиотек при проведении ПЦР в цифровом формате.

Для блоттинга, кроме проведения электрофореза, требуется перенос фрагментов молекул из геля на поверхность мембраны. Для разных задач используют разные системы: мокрого, сухого или полусухого блоттинга.

Системы для пульс-электрофореза подразумевают движение молекул в агарозном геле, при котором хромосомы дрожжей, бактерий образуют отдельные полосы, что позволяет обнаруживать перестройку в хромосомах. Эти виды аппаратов применяются для составления геномной карты бактерий, грибов, высших эукариот, для кариотипирования низших эукариот, для определения типа возбудителей инфекционных болезней.

Источники питания для камер электрофореза могут быть выносными, их необходимо подбирать под задачи и заказывать отдельно. В некоторых системах они встроены в прибор.