Peamine erinevus – kapillaarelektroforees vs geelelektroforees
Elektroforees on meetod, mida kasutatakse biomolekulide eraldamiseks osakeste laengu, suuruse ja kuju alusel. Molekuli migratsioon, mida nimetatakse elektroforeetiliseks liikuvuseks, sõltub kasutatava polümeeri/geeli tüübist, selle pooride suurusest, pakutavast pingest, tööajast ning pinna ja ruumala suhtest. Kasutatava biomolekuli tüübi põhjal on erinevat tüüpi elektroforeesi tehnikaid. Esimene leiutatud elektroforeesi tüüp oli paberelektroforees, kus biomolekulide eraldamiseks kasutati nitrotselluloospaberit. Geelelektroforeesi põhimõte, kus biomolekulide eraldamiseks kasutati erineva poori suurusega geele, leiutati hiljem. Geelelektroforeesi tehnikat muudeti veelgi, et parandada tehnika täpsust ja üks selline modifikatsioon on kapillaarelektroforees. Peamine erinevus kapillaarelektroforeesi ja geelelektroforeesi vahel seisneb selles, et geelelektroforees viiakse läbi vertikaalsel või horisontaalsel tasapinnal, kasutades standardse poorisuurusega polümeergeeli, samas kui kapillaarelektroforees tehakse kapillaartorus polümeervedeliku või geeliga.
Mis on geelelektroforees?
Geelelektroforees on meetod, mida kasutatakse peamiselt nukleiinhapete, valkude või aminohapete eraldamiseks nende laengu, suuruse ja kuju alusel. Selle tehnika puhul kasutatakse eralduskeskkonnana füüsilist geeli, mis on polümeerne aine. Kõige sagedamini kasutatavad geelid on agaroos (nukleiinhapete eraldamiseks) ja polüakrüülamiid (valkude eraldamiseks). Geelelektroforeesiaparaat sisaldab geeli valamiselalust geeli ettevalmistamiseks, valukamme aukude ettevalmistamiseks, puhverpaaki, positiivseid (anood) ja negatiivseid (katood) elektroode ning pinge toiteplokki. Negatiivse laenguga molekulid nagu DNA või RNA liiguvad katoodilt anoodile ja positiivselt laetud molekulid liiguvad vastupidi. Geeli valmistamine toimub vastav alt nõudele. Kui on vaja suurt eraldusvõimet või molekulide eraldamist, tuleb valmistada kõrge kontsentratsiooniga geel, mille pooride suurus on väiksem. Geelmaatriksil eraldatud molekule vaadeldakse pärast värvimistehnikat. Eraldatud molekulid ilmuvad geelimaatriksil ribadena.
Joonis 01: Geelelektroforees
Geelelektroforeesi kasutatakse molekulaardiagnostikas, näiteks DNA sõrmejälgede võtmises, et määrata kindlaks konkreetse DNA/RNA fragmendi või valgu olemasolu. Geelelektroforees määrab ka ekstraheeritud biomolekuli proovi puhtuse. Geelelektroforees tehakse sisse- ja hübridisatsiooni eeletapina ning kinnitava analüüsina pärast sekveneerimist.
Mis on kapillaarelektroforees?
Kapillaarne elektroforees on geelelektroforeesi modifikatsioon, mis kasutab sama eralduspõhimõtet laengu ja molekuli suuruse alusel, kuid seda tehakse kapillaartorus kas geelaine või vedela polümeeriga. Kapillaarid on valmistatud sulatatud ränidioksiidist ja iga kapillaartoru siseläbimõõt on 50–100 μm ja pikkus 25–100 cm. Proovid süstitakse polümeermaterjali sisaldavasse kapillaartorusse ja eraldatakse palju kiiremini kui tavaline geelelektroforees. Kapillaarsüsteem on hästi kaitstud isolaatori ümbrise sees, mis kaitseb proovi igasuguse saastumise eest. Kapillaare saab täita vedelate polümeeridega, nagu hüdroksüetüültselluloos, või kõrge eraldusvõimega geelidega, nagu polüakrüülamiid. Kapillaarelektroforees tagab suurema eraldusvõime; seega on eraldamine täpsem. Kapillaarelektroforees kasutab spektrofotomeetrilise analüüsi abil automatiseeritud detektorisüsteemi. Selle põhjuseks on suurem pindala ja ruumala suhe.
Joonis 02: Kapillaarelektroforees
Kapillaarset elektroforeesi kasutatakse sellistes olukordades nagu kohtuekspertiis, kus on vaja suuremat täpsust, ja seda ei kasutata sageli, kuna see on kulukas tehnika.
Millised on kapillaarelektroforeesi ja geelelektroforeesi sarnasused?
- Molekulide eraldamine mõlema tehnika puhul põhineb molekuli laengul ja suurusel.
- Mõlemat tehnikat saab kasutada nii nukleiinhapete kui ka valkude eraldamiseks.
- Mõlema tehnika proovi maht on sama.
- Mõlemad tehnikad kasutavad eraldamise hõlbustamiseks puhvrit.
Mis vahe on kapillaarelektroforeesil ja geelelektroforeesil?
Kapillaarne elektroforees vs geelelektroforees |
|
| Kapillaarne elektroforees on meetod, mis eraldab kapillaartorus olevad biomolekulid, kasutades vedelat või geelpolümeerset keskkonda. | Geelelektroforees on meetod, mis eraldab biomolekulid vertikaalsel või horisontaalsel tasapinnal, kasutades polümeergeeli. |
| Lahkumine | |
| Kapillaarelektroforeesi korral toimub eraldamine kapillaartoru sees. | Geelelektroforeesi korral toimub eraldamine vertikaalsel või horisontaalsel tasapinnal. |
| Eraldusvahend | |
| Kapillaarses elektroforeesis kasutatakse vedelaid polümeere, nagu hüdroksüetüültselluloos. | Geele, kas agaroosi või polüakrüülamiidi, kasutatakse geelelektroforeesi keskkonnana. |
| Ristühendus | |
| Kõrge eraldusvõime on võimalik saada kapillaarelektroforeesiga. | Geelelektroforeesi eraldusvõime on madal. |
| Pinna ja ruumala suhe | |
| Pinna ja ruumala suhe on kapillaarelektroforeesis kõrge. | Pinna ja mahu suhe on geelelektroforeesil madal. |
| Tuvastamistehnika | |
| Tuvastamine toimub spektrofotomeetriliste automatiseeritud detektorite abil kapillaarelektroforeesis. | Värvimine ja vaatlemine läbi UV-transilluminaatori tehakse geelelektroforeesi tuvastamismeetoditena. |
Kokkuvõte – kapillaarelektroforees vs geelelektroforees
Molekulaardiagnostika mängib teadusmaailmas suurt rolli. DNA, RNA ja valkude tuvastamine ja puhastamine on diagnostiliste protseduuride kriitilised etapid. Elektroforees on meetod, mis eraldab ja tuvastab biomolekulid nii geelelektroforeesis kui ka palju arenenud kapillaargeelelektroforeesis. Geelelektroforees viiakse läbi vertikaalsel või horisontaalsel tasapinnal, kasutades standardse poorisuurusega polümeerigeeli, kapillaarelektroforees aga kapillaartorus polümeervedeliku või geeliga. See on erinevus kapillaarelektroforeesi ja geelelektroforeesi vahel. Pärast elektroforeesi tehnika lõpetamist töödeldakse biomolekule edasi, et saada kõrgema taseme teavet hübridiseerimise või selliste tehnikate nagu sõrmejälgede abil.
Laadi alla kapillaarelektroforees vs geelelektroforees PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Palun laadige PDF-versioon alla siit Erinevused geelelektroforeesi ja kapillaarelektroforeesi vahel.
