Лечение электрофорезом, лечебный электрофорез в физиотерапии в Алматы – onclinic.kz
Электрофорез физиотерапия проводится специальным аппаратом, который подает постоянный ток через противоположно заряженные электроды. На металлические пластинки электродов надевается влажная ткань, смоченная лекарственным средством. Лекарство под действием тока проникает в организм через наружные ткани тела и оказывает эффективное терапевтическое воздействие.
Применение электрофореза
Лечение электрофорезом позволяет вводить небольшие концентрации препаратов непосредственно в очаг заболевания, оказывая минимальное влияние на весь организм и создавая при этом длительный лечебный эффект. Применение электрофореза назначается при следующих заболеваниях:
- заболевания дыхательной системы и ЛОР-органов (тонзиллит, синусит, фарингит, бронхит и т.п.)
- болезни органов зрения (кератит, блефарит)
- заболевания нервной системы (невралгии, невриты, нарушения спинного и головного мозга
- болезни пищеварительной системы (гастрит, панкреатит, язвенная болезнь и др.)
- сердечно-сосудистые патологии (гипертоническая болезнь, атеросклероз, варикоз)
- электрофорез для лица и другие дерматологические поражения кожи (акне, дерматит, фурункулы и др.)
- заболевания мочеполовой системы (электрофорез гинекология вагинита, эндометрита, цистита)
- проблемы опорно-двигательного аппарата (артроз, остеохондроз, артрит)
Виды электрофореза
Виды электрофореза могут отличаться как по способу проведения процедуры, так и по заболеваниям и лекарственным препаратам, которые назначаются доктором.
Электрофорез с карипазимом
Карипазим – растительный препарат для лечения межпозвоночной грыжи. Обычно, чтобы получить устойчивый клинический эффект, назначают 2-3 курса по 15-20 сеансов.
Ванночковый электрофорез
В специальную ванночку, оборудованную электродами помещают назначенные лекарства. Такой способ терапии применяют для лечения заболеваний суставов, артритов, плекситов, полиартритов и других болезней нервной системы.
Электрофорез с эуфиллином
Электрофорез с эуфиллином обладает выраженным бронхорасширяющим действием, улучшает кровоснабжение внутренних органов, имеет болеутоляющий эффект. Эуфиллин применяют для лечения легочных, неврологических, сосудистых заболеваний.
Электрофорез с лидазой
Электротерапия с лидазой улучшает сосудистую и тканевую проницаемость и назначается в гинекологии и хирургии для лечения спаечных процессов.
Электрофорез с кальцием
Применяется для восполнения потерь кальция, как сосудоукрепляющее, противовоспалительное, дезинтоксикационное и противоаллергическое средство.
Электрофорез с калием
Применяется в лечении заболеваний дыхательных путей, бронхиальной астмы, при глазных патологиях.
Польза электрофореза
В международном медицинском центре On Clinic Алматы для лечения пациентов успешно применяется такая процедура, как электрофорез. Цена процедуры входит в стоимость комплексного лечения, назначенного врачом. В кабинете физиотерапии On Clinic работают опытные специалисты, которые успешно проводят все виды электрофореза. Заказать услугу можно прямо сейчас на нашем сайте через форму онлайн-записи.ссссс
Электрофорез — действие, показания, противопоказания, процедура
25 Ноября 2011 г.
Лекарственный электрофорез — сочетанное воздействие на организм постоянного электрического тока и вводимого с его помощью лекарственного вещества. Явление электрофореза было открыто профессорами Московского университета П. И. Страховым и Ф. Ф. Рейссом в 1809 (по другим данным – в 1807) году.
Теоретическую основу лекарственного электрофореза (ЛЭ) составляет теория электролитической диссоциации, предложенная в 1887 г. Сванте Аррениусом. Практическое применение электрофореза началось после создания в 1937 году шведским ученым А. Тиселиусом специального аппарата для фронтального (или свободного) электрофореза белков в растворе.
Действие электрофореза
Процедуру электрофореза возможно проводить с помощью самых разных методик. Существует несколько методов лекарственного электрофореза, наиболее распространен чрескожный электрофорез, осуществляемый с помощью контактно накладываемых электродов. Также применяются
Во время процедуры электрофореза лекарственные вещества проникают в организм человека через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные промежутки, волосяные фолликулы и в меньшей степени через клетки. Лекарственный электрофорез как лечебно-профилактический метод обладает рядом особенностей и достоинств, которые и обуславливают неослабевающий к нему интерес не только ученых и врачей, но и пациентов:
- Лекарственные вещества, вводимые электрофорезом, задерживаются в поверхностных слоях кожи и образуют депо ионов, что способствует их более длительному действию и медленному выведению из организма.
- Метод лекарственного электрофореза позволяет создавать высокую локальную концентрацию препарата в месте патологического очага, не насыщая им весь организм.
- В отличие от инъекционных способов введения электрофорез позволяет доставить лекарства непосредственно к патологическому очагу не только гематогенным, но и электрогенным путем.
- В соответствии с сущностью метода при электрофорезе вводятся только те лекарственные ионы или ингредиенты лекарств, на терапевтическое действие которых рассчитывают. И это очень важно, т.к. в ионной форме лекарства значительно активнее, чем в молекулярной.
Показания для проведения электрофореза
Показания для проведения электрофореза определяются фармакотерапическими свойствами вводимого препарата, а также показаниями к использованию физического фактора (гальванического или других постоянных токов).Противопоказания для проведения электрофореза
- Индивидуальная непереносимость вводимого лекарственного препарата.
- Расстройства кожной чувствительности.
- Индивидуальная непереносимость тока.
- Нарушение целостности кожных покровов в местах наложения электродов.
- Экзема.
Электрофорез в ГУТА КЛИНИК
При запросе через поисковые системы «электрофорез в Москве» поисковая система сразу же выдает ссылку на сайт с предложением купить аппарат для проведения процедур электрофореза на дому.
Даже несмотря на то, что, скорее всего, предлагаемая аппаратура наверняка имеет сертификат соответствия и подробную инструкцию по эксплуатации, заниматься самолечением и проводить себе сеансы электрофореза самостоятельно категорически недопустимо! Ведь, не обладая нужными медицинскими знаниями, вы можете неправильно рассчитать время воздействия аппарата.
Кроме того, необходимо, например, знать, что для проведения электрофореза возможно использовать далеко не все лекарственные вещества, т.к. некоторые из них под действием электрического тока распадаются или образуют вредные соединения. Несоблюдение даже самых основных требований к проведению электрофореза могут в конечном итоге крайне неблагоприятно отразиться на состоянии вашего здоровья. Мы рекомендуем проходить процедуры электрофореза только в специализированных лечебных учреждениях под присмотром профессиональных специалистов, прошедших необходимую для осуществления таких процедур подготовку.
Посетив физиотерапевта ГУТА КЛИНИК, вы получите индивидуальный план лечения исходя из особенностей состояния вашего здоровья, клинической картины заболевания, поставленного диагноза. Классическое медикаментозное лечение приносит более заметные результаты в сочетании с проведением физиотерапии, а процедура электрофореза, будучи проведена по всем правилам опытным специалистом с использованием современного сертифицированного оборудования, переносится пациентом абсолютно комфортно и безболезненно, принося лечебный эффект.
Электрофорез
Электрофорез представляет собой сложный лечебный комплекс, сочетающий в себе влияние на организм постоянного тока и введенных через неповрежденную кожу или слизистые оболочки частиц лекарственных веществ.
При выполнении процедур электрофореза любого вида лекарственные вещества накапливаются сначала в кожном депо, а оттуда постепенно поступает в кровь и лимфу, после чего они распределяются по всему организму, оказывая лечебное действие на ткани и клетки, наиболее чувствительные к введенному лекарственному веществу.
При электрофорезе лечебное воздействие слабым постоянным током осуществляется с учетом всех особенностей строения тела, и электроды устанавливают на те участки кожи, которые связаны вегетативной иннервацией с внутренними органами.
Поэтому при местном воздействии на кожу через вегетативные пути лекарственные вещества оказывают влияние на определенные органы и системы организма человека.
Высокая терапевтическая эффективность лекарственных веществ при электрофорезе объясняется тем, что частицы лекарственного вещества (ионы) под влиянием постоянного тока становятся электроактивными.
Достоинства Электрофореза
Многолетняя медицинская практика применения электрофореза для лечения различных заболеваний выявила целый ряд достоинств, таких как:
- возможность введения лекарственного вещества в любую по величине и локализации поверхность кожи без нарушения ее целостности;
- действие лекарственного вещества происходит на фоне измененного под влиянием постоянного тока электрохимического режима клеток и тканей;
- введение дозированных малых концентраций лекарственных веществ для исключения побочных явлений от применения;
- длительная задержка ионов лекарственного вещества в кожном депо и последующее медленное равномерное поступление их в организм больного;
- возможность концентрированного воздействия лекарственного вещества на небольшом участке тела больного;
- возможность одновременного введения с разных полюсов ионов лекарственных веществ, имеющих разные знаки;
- отсутствие раздражающего действия лекарственных веществ на слизистые оболочки желудка и кишечника.
Показания к проведению физиотерапевтических процедур электрофореза определяются фармакологическими свойствами лекарственного вещества с учетом индивидуальной переносимости воздействия постоянного тока.
Электрофорез применяют при заболеваниях центральной и периферической нервной системы, опорно-двигательного аппарата, гинекологических заболеваниях и др. Записаться на физиопроцедуры в медицинский центр Югмедтранс вы можете по телефону: 268-96-05
лечение суставов электрофорезом
Электрофорез – одна из наиболее распространённых процедур в электролечении. Особенностью метода является сочетание действия постоянного электрического тока и лекарственного средства. Их совместное использование даёт значительный терапевтический эффект, чем объясняется широкое применение электрофореза в терапии заболеваний практически всех систем организма. В частности, высокую результативность показало лечение суставов методом электрофореза.
Процедура электрофореза осуществляется следующим образом:
- слой фильтровальной бумаги смачивается лекарственным препаратом;
- лекарственная прослойка накладывается на область воздействия;
- поверх прокладки накладываются электроды – важным моментом является заряд электрода, поскольку в разных случаях поверх смоченной лекарством ткани накладывается положительный или отрицательный электрод в зависимости от действующего вещества.
Лекарственные вещества, растворяясь, диссоциируют на ионы (заряженные частицы). При попадании медикамента в электрическое поле ионы приобретают способность к перемещению к противоположно заряженным полюсам. Благодаря этому они проникают в ткани организма, оказывая терапевтическое действие.
Преимущества использования электрофореза для лечения суставов
Широкое применение электрофореза объясняется терапевтическим эффектом, создаваемым процедурой. Среди преимуществ этого метода электролечения стоит упомянуть следующие факты:
- лекарство вводится локально, что позволяет сконцентрировать его воздействие именно в патологическом очаге;
- во время процедуры препарат скапливается в месте введения, создавая в тканях своеобразное «депо» – из него лекарство медленно распространяется по очагу патологии, что позволяет пролонгировать терапевтический эффект;
- введение препарата при электрофорезе возможно даже в случае нарушений микроциркуляции в окружающих тканях или в области патологического очага;
- электрофорез не предполагает повреждений кожи – вещество свободно проникает через кожный покров.
- при таком способе введения препарата риск развития побочных и аллергических реакций минимален, в отличие от парентерального и перорального введения.
Эти и другие эффекты описанного вида электролечения делают его незаменимым при заболеваниях опорно-двигательного аппарата в общем и суставов в частности. Чаще всего лечение суставов электрофорезом назначается при следующих заболеваниях:
- деформирующий артроз;
- плече-лопаточный периартроз;
- бурсит;
- эпикондилит;
- тендинит и т.д.
- дисплазия тазобедренных суставов у детей раннего возраста (первого года жизни).
Особенности лечения суставов электрофорезом
При лечении суставов электрофорезом чаще всего назначаются следующие препараты:
- эуфиллин;
- сернокислая магнезия;
- новокаин;
- растворы лидазы и т.д.
При использовании электрофореза не имеет значения размер сустава и глубина его расположения в тканях, поскольку «депо» лекарственного средства создается внутрикожно в зоне патологического очага. Препарат будет поступать в ткани очага из кожного «депо» ещё на протяжении 15-20 суток.
Электрофорез является эффективной и безболезненной процедурой, однако даже для неё существуют некоторые противопоказания. Они являются общими для большинства видов электролечения:
- повреждения кожи в области воздействия;
- расстройства кожной чувствительности;
- индивидуальная непереносимость постоянного тока;
- онкологические заболевания;
- острый воспалительный процесс любой локализации с повышенной температурой.
Перед проведением курса электрофореза для лечения суставов следует в обязательном порядке пройти консультацию у нашего специалиста.
Электрофорез | Поликлиника ЦКБ РЖД-Медицина
Электрофорез лекарственных веществ – особый электрофармакологический метод, основанный на сочетанном использовании постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ. Из электрических токов для лекарственного электрофореза применяются гальванический (в 80-85 %), диадинамические, синусоидальные модулированные (в выпрямленном режиме), прямоугольный импульсный и флюктуирующий (форма № 3) токи.
Механизм физиологического воздействия
При электрофорезе лекарственные вещества в организм проникают через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные промежутки, волосяные фолликулы и в меньшей степени – чресклеточно. Во время процедуры лекарственные вещества проникают неглубоко: сразу после элекрофореза основная часть лекарства обнаруживается в эпидермисе и дерме, создавая депо. Однако от процедуры к процедуре глубина электрогенного перемещения вводимого препарата возрастает. К тому же следует иметь в виду, что за счет диффузии часть лекарственных веществ быстро достигает кровеносных и лимфатических сосудов, разносясь ко всем органам и тканям. Весьма важно, что из кровотока лекарственные вещества вторично поступают преимущественно в органы и ткани, расположенные в зоне проведения процедуры. Это обосновывает целесообразность использования лекарственного электрофореза для лечения как поверхностно, так и глубоко расположенных патологических процессов, а также заболеваний внутренних органов.
Действие лекарственного электрофореза как электрофармакологического метода складывается из сочетанного действия физического фактора (гальванический или другие токи) и введенного лекарственного вещества. Ответная реакция организма при этом не является простой суммацией эффектов, вызванных этими двумя факторами, составляющими единый терапевтический комплекс. Она значительно сложнее и разнообразнее. Важно помнить, что действие вводимых электрофорезом лекарств развивается несколькими путями (рефлекторное, местное и гуморальное) и, варьируя технику и методику проведения процедуры, ими можно управлять.
Особенности и достоинства лекарственного электрофореза:
1. Лекарственные вещества, вводимые электрофорезом, задерживаются в поверхностных слоях кожи и образуют здесь так называемое кожное депо ионов. В нем лекарства могут сохраняться от 12-24 ч до 15-20 суток (адреналин, цинк, медь и др.). Задержка введенных веществ в кожном депо способствует их более длительному действию и медленному выведению из организма.
2. Метод лекарственного электрофореза позволяет создавать высокую локальную (в патологическом очаге) концентрацию препарата, не насыщая им весь организм. Согласно имеющимся данным, после электрофореза содержание лекарств в тканях области воздействия в несколько раз выше, чем после общепринятых способов введения той же дозы препарата.
3. В отличие от инъекционных способов введения электрофорез позволяет доставить лекарства к патологическому очагу, в котором имеются нарушения микроциркуляции и регионарного кровообращения в виде капиллярного стаза, тромбоза сосудов, инфильтрации и некроза. Такие патологические очаги плохо поддаются лечению традиционными фармакотерапевтическими методами, т.к. поступление лекарственных веществ в них затруднено. При электрофорезе же лекарственные вещества могут поступать в патологический очаг не только гематогенным, но и электрогенным путем.
4. При электрофорезе побочные и аллергические реакции наблюдаются во много раз реже, чем при пероральном или парентеральном применении этих же лекарств. Уменьшение или полное отсутствие побочных реакций при электрофорезе обусловлено рядом причин: невысокой концентрацией лекарства в крови; введением их в наиболее чистом виде; положительным влиянием физического фактора на общую реактивность и иммунобиологический статус организма и др
5. При электрофорезе в организм вводятся только те лекарственные ионы или ингредиенты лекарств, на терапевтическое действие которых рассчитывают. Противоионы и различные примеси, которые могут тормозить действие основного лекарственного иона, в организм при этом не попадают, а остаются на прокладке.
6. В соответствии с сущностью метода при электрофорезе в организм лекарства поступают в виде ионов. И это очень важно, т.к. в ионной форме лекарства значительно активнее, чем в молекулярной, в которой они вводятся при обычных способах их применения.
7. Многих пациентов, прежде всего детей, пожилых пациентов привлекает абсолютная безболезненность метода при его правильном проведении.
8. При лекарственном электрофорезе исключается введение в организм растворителя. Это немаловажное достоинство метода, ибо вводимый при других способах лекарственной терапии растворитель деформирует кожу, нарушает микроциркуляцию и метаболизм в ней, может служить причиной развития постинъекционных инфильтратов.
9. При всей важности приведенных выше особенностей метода все же основным достоинством лекарственного электрофореза, думается, является то, что лекарственное вещество здесь действует на фоне различных, имеющих терапевтическое значение изменений, вызываемых используемым электрическим током. Именно благодаря этому отчетливое специфическое и выраженное лечебное действие вводимых электрофорезом лекарств проявляется при более низких концентрациях, которые при обычных путях их введения были бы малоэффективны.
Продолжительность процедуры зависит от локализации воздействия и вида используемого тока. При общих и сегментарно-рефлекторных методиках она обычно не превышает 15-20 мин, а при местных процедурах – 30-40 мин. Использование флюктуирующих или синусоидальных модулированных токов (в выпрямленном режиме) требует некоторого уменьшения продолжительности лекарственного электрофореза, а при проведении его по методике электросна длительность воздействия, наоборот, обычно удлиняется. Курс лечения лекарственным электрофорезом в зависимости от тяжести состояния больного может быть различным по продолжительности: от 10-12 до 16-20 процедур, проводимых ежедневно или через день.
Показания:
Для лекарственного электрофореза определяются фармакотерапевтическими свойствами вводимого препарата, а также показаниями к использованию физического фактора (гальванического или других постоянных токов). В связи с широким перечнем лекарств, пригодных для электрофореза, и разнообразием используемых электрических токов показания для назначения метода весьма разнообразны.
В принципе трудно найти заболевание, при котором не мог бы быть назначен лекарственный электрофорез. Наиболее целесообразно лекарственный электрофорез применять при тех заболеваниях, при которых показаны как лекарственные вещества, так и используемый при этом электрический ток.
Противопоказания:
- индивидуальная непереносимость лекарственного вещества,
- противопоказания к использованию лекарства и самого электрического тока
СТОИМОСТЬ УСЛУГ
Запись по телефонам:
+7 (499) 262-11-29, +7 (499) 262-93-61
Физиотерапевтическое отделение
Центральная поликлиника ОАО «РЖД»
Москва, ул. Новая Басманная, д. 5
Электрофорез лекарственный
Электрофорез лекарственный Мы заботимся о наших гостях и принимаем меры по борьбе с распространением вируса COVID-19. Мы заботимся о безопасности наших гостей. ПодробнееЛекарственный электрофорез – метод соединенного воздействия на организм постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ. Процедура проводится в положении пациента лежа или сидя. Электроды с гидрофильной прокладкой и фильтровальной бумагой с нанесенным на нее лекарственным веществом накладывают на место воздействия и фиксируют. Пациент ощущает легкое покалывание. Продолжительность процедуры 10-40 минут.
При помощи постоянного тока можно вводить мелкие и крупные частицы лекарственных веществ, несущие электрический заряд. Заряженные частицы отталкиваются от электрода и уходят вглубь кожи. Лекарственные вещества, поступая из кожи в кровь и лимфу, разносятся по всему организму и влияют на ткани, наиболее чувствительные к ним. Электрофорез обладает противовоспалительным, обезболивающим, сосудорасширяющим, спазмолитическим, седативным и секреторным лечебными эффектами, а также специфическими фармакологическими эффектами вводимого лекарственного вещества.
Показания к применению
Процедура подходит для любых показаний к использованию форетируемого лекарственного вещества и постоянного тока.
Противопоказания
- индивидуальная непереносимость лекарственных веществ
- индивидуальная непереносимость самого электрического тока
Лекарственный электрофорез цены в Москве
Соболева Виктория Владимировна, завидую всем девушкам, которые в самый первый прием врача-гинеколога попали именно к тебе. Честно говоря, я очень долго собиралась на прием. Смотрела в инстаграме, читала статьи, отзывы, собиралась с силами и когда наконец-то дошла, то пожалела только о том, что не пришла раньше. Разрыв шаблона произошел молниеносно-я почувствовала себя маленькой девочкой, которая не просто изнервничалась внутри и ждала «когда это все закончится», а девочкой, которой помогут несмотря ни на что. И твое фирменное «зайка» даже сначала напугало (мне думалось, что ну не может быть так кайфово), потом просто смутило, а потом так понравилось, что другого отношения к себе я уже не хочу и представлять. Осмотр на кресле со всеми манипуляциями занял всего 15 минут( за это время я еще и в обморок ушла из-за флешбэков к прошлому опыту и сильному волнению). Для меня был шок, что весь осмотр проходил ТАК-никакого дискомфорта, все доступно поясняется, на все вопросы-есть ответы. Не знаю, что это за техника ниндзя у тебя, но это был идеал осмотра. Еще удивило, что ты не отпустила из кабинета, пока не убедилась, что я себя хорошо чувствую, понимаю, все сказанное тобой по состоянию моего здоровья и по назначениям, несмотря на то, что время приема уже закончилось давно, а запись у тебя ооооочень плотная. Я сдала все необходимые анализы, узнала о своем актуальном состоянии женского здоровья, получила рекомендации и при всем этом — СЭКОНОМИЛА (на куче бесполезных лекарств). У меня нет 3х листов назначений, я знаю, что и для чего делается и принимается. Знаю, что ты всегда на связи и для тебя не существует неудобных и «глупых» вопросов. Поняла, что 10 лет тратила огромные суммы денег на бесполезные терапии и лечения не имея отклонений и явных причин, слушала унижения на кресле (тоже беспричинные), кормила врачебную необразованность и жажду наживы на здоровых женщинах, вместо того, чтобы один раз в год сдать необходимый пул анализов, пройти осмотр и побеседовать о своем здоровье с прекрасной Викторией Владимировной.
БЛАГОДАРЮ ОТ ВСЕЙ ДУШИ!
К тебе женщины летят навстречу и это ТВОЯ заслуга, ты наша надежда.
Только у тебя на приеме задумалась о том, что, возможно, мне бы и хотелось провести под твоим наблюдением беременность.
Еще одна большая любовь в моей жизни! До встречи.
Основные типы электрофореза белков и нуклеиновых кислот
Электрофорез — один из простейших, но наиболее чувствительных аналитических инструментов, используемых для разделения белков, нуклеиновых кислот и других биологических молекул в растворах образцов. Однако знаете ли вы, что существует около восьми типов электрофореза и что каждый из этих методов может дать вам уникальную и ценную информацию о вашем целевом белке? Если вы хотите узнать больше об этих различных типах электрофоретических протоколов, тогда приступим!
Основные виды электрофореза
Стандартный электрофорез
Рутинный электрофорез — это традиционный и наиболее широко используемый клинический лабораторный метод разделения белков и нуклеиновых кислот.Этот метод обычно выполняется на гелеобразной пластине прямоугольной формы и также называется «зонным электрофорезом», поскольку он позволяет разместить несколько образцов и контролей на одном геле и может использоваться для разделения растворенных веществ за один проход. Его также можно использовать для разделения белков, изоферментов, липопротеинов и гемоглобина в спинномозговой жидкости и моче.
Электрофорез высокого разрешения
Электрофорез высокого разрешения (HRE) — это не что иное, как рутинный электрофорез с использованием высокого напряжения. Этот метод обычно настоятельно рекомендуется, если вам требуется более высокое разрешение белка (например,грамм. разделение белков ЦСЖ для выявления рассеянного склероза, разделение легких цепей в моче для раннего выявления множественной миеломы и т. д.). Поскольку увеличение напряжения также увеличивает выделяемое тепло, HRE включает в себя охлаждающее оборудование для предотвращения денатурации белков и высыхания геля и других компонентов.
Полиакриламид (СТРАНИЦА)
Электрофорез на акриламиде (также известный как PAGE) обычно используется для разделения белков на основе размера молекулы и отношения заряда к массе.С помощью вертикальных пластин или геля, встроенных в вертикальные стержни или цилиндры, исследователи могут разделить ДНК из 100 пар оснований или меньше и проанализировать отдельные белки в сыворотке (например, генетические варианты, изоферменты). Помимо простоты и скорости разделения, исследователи любят PAGE, поскольку гели стабильны в широком диапазоне pH и температуры, и могут образовываться гели с разным размером пор.
Капиллярный электрофорез (CE)
Капиллярный электрофорез проводят в капиллярах субмиллиметрового диаметра (т.е.е. чрезвычайно тонкие капиллярные трубки из плавленого кремнезема с внутренним диаметром от 25 до 100 мм), сочетающие электрофорез и высокоэффективную жидкостную хроматографию для облегчения разделения аналитов. Многие исследователи предпочитают использовать КЭ, потому что для этого требуется лишь небольшое количество образца, он чрезвычайно эффективен, дает быстрые результаты и может быть легко автоматизирован.
Изоэлектрическая фокусировка (IEF)
Если вы хотите разделить амфотерные соединения (например, белки) с более высоким разрешением, вам необходимо использовать этот протокол.IEF использует химические инфузионные гели для создания градиента pH по поверхности геля и прикладывает чрезвычайно высокое напряжение для облегчения миграции белковых молекул до точки, где их суммарный заряд равен нулю (изоэлектрическая точка). Некоторые из преимуществ использования ИЭФ включают простоту процедуры (т.е. размещение пробы не имеет значения, поскольку белок всегда будет находиться в положении, соответствующем его pl) и его высокое разрешение.
Иммунофиксационный электрофорез (IFE)
Обычно IFE используется для выявления моноклональных иммуноглобулиновых гаммопатий или моноклональных экспансий одного нефункционального антитела, такого как IgA, IgG и IgM, присутствие которых может указывать на такие состояния, как множественная миелома или макроглобулинемия Вальденстрема.Его также можно использовать для изучения белковых антигенов и продуктов их расщепления.
Гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE)
Вы не можете разделить большие молекулы ДНК> 50 килобаз (кб) с помощью AGE или PAGE в обычных системах электрофореза, потому что размеры пор геля просто слишком малы для их миграции. Однако вы можете использовать гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE), чтобы облегчить успешное фракционирование больших молекул ДНК (до 10 МБ).
PFGE эффективно разделяет фрагменты ДНК путем подачи электрического тока, который постоянно меняет направление, на матрицу геля.Посредством циклического чередования положительных и отрицательных электродов во время электрофореза молекулы ДНК вынуждены переориентировать себя и в конечном итоге распадаться на более мелкие фрагменты. PFGE обычно используется при генотипировании или генетическом дактилоскопировании и считается золотым стандартом в бактериальном подтипировании из-за его простоты и воспроизводимости.
Однако этот протокол занимает очень много времени и требует высокого уровня навыков. Кроме того, результаты могут быть трудными для интерпретации, поскольку фрагменты разделены по размеру (т.е.е. разделение не основано на последовательности), а фрагменты одинакового размера могут не принадлежать одной и той же части хромосомы.
Двумерный электрофорез
При двумерном электрофорезе образец разделяется с использованием двух различных методов разделения (например, IEF с последующим PAGE или AGE) и идентифицируется в двух измерениях, ориентированных под прямым углом друг к другу. Поскольку полученные полосы в дальнейшем разрешаются с помощью второго электрофореза, существует большая вероятность того, что вы получите больше информации из своего образца.
Двумерный электрофорез является узкоспециализированным и обычно используется в исследованиях протеомики и генетики. Хотя он может анализировать тысячи белков за один прогон, этот метод требует значительного количества исходного образца, имеет ограниченную воспроизводимость и низкую пропускную способность. Кроме того, этот метод работает только с биомолекулами среднего и большого размера и не дает точных измерений.
Электрофорез
Электрофорез — это движение дисперсных частиц относительно жидкости под действием однородного электрического поля.Таким образом, он разделяет компоненты смеси в зависимости от их размера и / или заряда.
Как запомнить, какой электрод является катодом, а какой анодом?
Простые … анионы перемещаются к аноду, а катионы — к катоду.
Визуализация белков на бумаге или в геле — важный этап любого электрофореза. Часто гели с ДНК пропитываются бромидом этидия, который внедряется в ДНК и флуоресцирует в УФ-свете (левое изображение).Белки можно визуализировать с помощью окрашивания серебром или красителя кумасси бриллиантовый синий (изображение справа). В некоторых случаях гели переносят на твердую основу (нитроцеллюлозу), а затем исследуют специфическими антителами (вестерн-блоттинг).
Бумажный электрофорез
Обычно используется для разделения АК или пептидов с разным зарядом. Как показано на рисунке, АК и пептиды будут разделяться в зависимости от их заряда, причем наиболее заряженные частицы перемещаются дальше всех.
PAGE (
P oly A crylamide G el E лектрофорез) — Native GelОн используется в клинической химии для разделения белков по заряду и / или размеру (агароза IEF, по существу не зависит от размера) и в биохимии и молекулярной биологии для разделения смешанной популяции фрагментов ДНК и РНК по длине, для оценки размера ДНК и Фрагменты РНК или для разделения белков по заряду.Это процесс, который позволяет сортировать молекулы. С помощью электрического поля молекулы (например, ДНК) можно заставить двигаться через гель, сделанный из агара или полиакриламида. Электрическое поле состоит из отрицательного заряда на одном конце, который проталкивает молекулы через гель, и положительного заряда на другом конце, который протягивает молекулы через гель. Сортируемые молекулы распределяются в лунку гелевого материала. Гель помещается в камеру для электрофореза, которая затем подключается к источнику питания (см. Рисунок слева).При подаче электрического тока более крупные молекулы движутся через гель медленнее, а более мелкие — быстрее. Молекулы разного размера образуют четкие полосы на геле.
Термин «гель» в данном случае относится к матрице, используемой для содержания, а затем разделения целевых молекул. В большинстве случаев гель представляет собой сшитый полимер, состав и пористость которого выбираются на основе удельного веса и состава анализируемой мишени. При разделении белков или небольших нуклеиновых кислот (ДНК, РНК или олигонуклеотидов) гель обычно состоит из различных концентраций акриламида и сшивающего агента, что дает полиакриламидные ячеистые сети разного размера.При разделении более крупных нуклеиновых кислот (более нескольких сотен оснований) предпочтительной матрицей является очищенная агароза. В обоих случаях гель образует твердую, но пористую матрицу. Агароза состоит из длинных неразветвленных цепей незаряженных углеводов без поперечных связей, в результате чего образуется гель с большими порами, позволяющими разделять макромолекулы и макромолекулярные комплексы.
«Электрофорез» относится к электродвижущей силе (ЭДС), которая используется для перемещения молекул через матрицу геля.Помещая молекулы в лунки геля и прикладывая электрическое поле, молекулы будут перемещаться через матрицу с разными скоростями, в значительной степени определяемыми их массой, но также их зарядом и формой, которые сильно различаются для белков. Электрофоретическая подвижность малых молекул больше подвижности больших молекул с той же плотностью заряда, что позволяет разделение. Для разделения белков или ДНК обычно pH смеси буфера и белков высокий (~ 9), так что белки несут чистый отрицательный заряд.Однако, поскольку размер, заряд и форма играют роль в том, как молекула будет вести себя в нативном геле, большинство ученых используют гель SDS-PAGE, который предсказуем.
СТРАНИЦА SDS
SDS PAGE разделяет молекулы по размеру, поскольку присутствие SDS (додецилсульфата натрия) денатурирует белок, удаляя 2˚, 3˚ и 4˚ структуры (они предполагают линейную цепочку), а SDS покрывает молекулы, придавая им однородный заряд / массу. соотношение. Чаще всего образцы белков также обрабатывают ß-меркаптоэтанолом (ß-ME), чтобы разорвать любые существующие дисульфидные связи и придать им линейную цепь (1˚-структура).
Наличие стандартов известного размера: всегда необходимо создать калибровочную кривую, которую можно использовать для определения приблизительной молекулярной массы неизвестного белка (полосы).
Электрофорез IEF (IsoElectric Focusing)
Изоэлектрическая фокусировка (IEF) — это метод разделения различных молекул по разнице в их изоэлектрической точке (pI).Это тип электрофореза, обычно выполняемый на белках в геле, в котором используется тот факт, что общий заряд интересующей молекулы является функцией pH окружающей среды. При заливке геля ИЭФ устанавливается градиент pH
Белок, который находится в области pH выше своей изоэлектрической точки (pI), будет заряжен отрицательно и будет мигрировать к аноду (положительно). Однако по мере того, как он мигрирует через градиент снижения pH, общий заряд белка будет увеличиваться до тех пор, пока белок не достигнет области pH, соответствующей его pI.В этот момент у него нет чистого заряда, и поэтому миграция прекращается (поскольку нет электрического притяжения ни к одному из электродов). В результате белки фокусируются в четкие неподвижные полосы, при этом каждый белок располагается в точке градиента pH, соответствующей его pI. Этот метод обеспечивает чрезвычайно высокое разрешение, когда белки, различающиеся одним зарядом, фракционируются на отдельные полосы.
2D Гель-электрофорез
Двумерный гель-электрофорез (2D-электрофорез) — это форма гель-электрофореза, обычно используемая для анализа белков, в которой смеси белков разделены двумя свойствами в двух измерениях на гелях.Как показано на рисунке, 2D-электрофорез начинается с геля IEF (в пробирке), который разделяет белки на основе их pI. Затем его кладут поверх геля SDS-PAGE (90 градусов от первого разделения). Поскольку маловероятно, что две молекулы будут похожи по двум различным свойствам, молекулы более эффективно разделяются в 2D-электрофорезе, чем в 1D-электрофорезе.
вернуться наверх | предыдущая страница | следующая страница
Электрофорез нуклеиновых кислот| Bio-Rad Laboratories
Агароза представляет собой линейный полисахарид, состоящий из чередующихся остатков D- и L-галактозы, соединенных гликозидными связями.Гели агарозы получают растворением агарозы в буфере с образованием пористой и упругой матрицы для разделения нуклеиновых кислот. Это формирует просеивающую матрицу, которая позволяет электрофоретическое разделение заряженных макромолекул, таких как ДНК или РНК, в зависимости от размера.
Существуют различные сорта агарозы, которые имеются в продаже.
Степень молекулярной биологии : Эта агароза общего назначения используется для большинства рутинных целей разделения нуклеиновых кислот. Для большинства условий эта агароза обеспечивает быструю скорость миграции и простые в использовании гели.
Агароза для ПЦР : Агароза этого сорта рекомендуется для разделения фрагментов ПЦР. Это особенно полезно для фрагментов размером менее 1 kb.
Ультраагароза низкого диапазона : этот сорт обеспечивает превосходное разрешение для более мелких фрагментов, размером 10–100 пар оснований, и может разрешить различия в ~ 5 пар оснований.
Легкоплавкая агароза также иногда используется для специальных применений, связанных с выделением ДНК и РНК.
Гели агарозы можно приготовить в лаборатории (вручную) или приобрести готовыми (сборные) у многих поставщиков.
- Агарозные гели, изготовленные вручную. — Агарозные гели получают путем смешивания агарозы в буфере TAE или TBE путем измерения массы / объема для получения желаемого процента консистенции агарозы. Гели описываются в процентах: 0,8%, 1%, 1,2% и т.д. Процент геля, выбранный для эксперимента, зависит от ожидаемого размера фрагментов и желаемого разделения фрагментов.
- Готовые агарозные гели — коммерчески доступно множество готовых гелей. Они предназначены для надежной фиксации в совместимых коробках с гелем.Готовые гели ReadyAgarose ™ от Bio-Rad бывают разных размеров и разных процентных соотношений агарозы и могут растворять нуклеиновые кислоты в диапазоне от 20 до 20 000 пар оснований.
Жизнь растений: электрофорез
| Гель-электрофорез |
Электрофорез — это биохимический метод, используемый для разделения заряженных молекул в электрическом поле. Гель-электрофорез — одна из наиболее распространенных форм этого метода, используемого для отделения ДНК, белков, ферментов и других молекул от клетки для лабораторных исследований и манипуляций.
Электрофорез широко используется для разделения, визуализации или очистки заряженных биологических молекул, таких как дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), и белков, включая ферменты.
Он также используется для оценки размера фрагментов ДНК и молекулярной массы белков. Большинство биологических молекул в растворе электрически заряжены; следовательно, под воздействием электрического поля они мигрируют как зоны к электроду (конечному источнику электричества) с противоположной электрической полярностью.
Положительно заряженные молекулы перемещаются к отрицательному электрическому выводу, известному как катод, а отрицательно заряженные молекулы перемещаются к положительному электрическому выводу, известному как анод. Скорость миграции зависит от размера, формы и заряда сортируемых молекул, а также от силы электрического поля (напряжения).
Типы поддерживающей матрицы
Электрофорез проводят в решетчатой поддерживающей матрице, такой как фильтровальная бумага, ацетатцеллюлозная мембрана или, чаще, гель.Гели состоят в основном из крахмала, агарозы или полиакриламида. Крахмал и агароза — это углеводы.
| Типы поддерживающей матрицы |
Полиакриламид — синтетический полимер, состоящий из акриламида и бисакриламида. Акриламид является предполагаемым канцерогеном для человека (вызывающим рак) и сильнодействующим нейротоксином (соединение, вызывающее повреждение мозга).
Поэтому требуется особая осторожность при обращении с полиакриламидом или его компонентами. Полиакриламидные гели имеют меньшие поры, чем агароза, поэтому через них проходят только небольшие молекулы.
Разделение нуклеиновых кислот
Методом выбора для разделения нуклеиновых кислот, обычно кусочков ДНК, является электрофорез в агарозном геле. Фрагменты ДНК мигрируют через агарозный гель со скоростью, обратно пропорциональной их размеру. Другими словами, более мелкие фрагменты мигрируют через гель быстрее, чем более крупные фрагменты.
| Разделение нуклеиновых кислот |
В лаборатории агарозный гель готовят путем растворения порошка агарозы в буферном растворе (солевом растворе) и нагревания до кипения. Затем образовавшийся вязкий раствор охлаждают и выливают в разливочную тарелку.
Сверху в расплавленную агарозу вставляют гребешок с пластмассовыми зубьями. Агарозе дают возможность застыть в лотке в виде гелеобразной пластины, а затем ее погружают в буферный раствор в горизонтальной камере.
Буфер действует как проводник электричества через гель агарозы. После того, как гель погрузится в воду, гребень осторожно удаляют, создавая таким образом ряд лунок в пластине геля. Затем в лунки загружают образец, состоящий из смеси фрагментов ДНК, сахарозы или глицерина и синего красителя.
Сахароза погружает образец ДНК в лунки, а краситель отмечает миграцию невидимых фрагментов ДНК через гель. Для создания электрического поля в камере между электродами на обоих концах геля генерируется постоянный электрический ток от источника питания.
ДНК заряжена отрицательно из-за ее фосфатных групп; Следовательно, электрический ток увлекает фрагменты ДНК из лунок к аноду по пути, известному как дорожка. Более высокие напряжения приводят к более быстрой миграции фрагментов ДНК через гель. Ток отключается, когда синий краситель перемещается примерно на три четверти пути.
По завершении электрофореза отделенные фрагменты ДНК становятся видимыми путем окрашивания геля бромидом этидия или метиленовым синим.Бромид этидия — флуоресцентный краситель, мощный мутаген и, возможно, канцероген. Окрашенный гель просматривают с помощью ультрафиолетового бокса, называемого трансиллюминатором.
Разделенные фрагменты ДНК выглядят как флуоресцентные оранжевые полосы. Каждая полоса соответствует фрагментам ДНК одинаковой длины, которые переместились в одно и то же положение в геле. Метиленовый синий окрашивает полосы ДНК в синий цвет в видимом свете.
Разделение белков
Принцип разделения белков аналогичен принципу разделения белков.Белки можно разделить с помощью бумажного электрофореза или электрофореза с ацетатом целлюлозы, просто поместив образец белка на полосу фильтровальной бумаги или ацетата целлюлозы, насыщенную буфером, окунув концы полосы в камеры с буфером и подвергнув полосу воздействию электрического поля. Однако разделение большинства белков выполняется в полиакриламидном геле. Гель отливают и погружают в вертикальную буферную камеру.
Белки можно разделить только на основании размера (молекулярной массы), только на основе чистого заряда или на основе размера и заряда вместе.Распространенным методом разделения белков только по размеру является электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE). При этом типе разделения смесь белков обрабатывают детергентом додецилсульфатом натрия.
Детергент связывает и заставляет белки диссоциировать на полипептиды и становиться отрицательно заряженными. После этого белки разделяются на полосы только в соответствии с их размерами. Затем полосы визуализируются путем окрашивания серебром или белковым красителем, называемым кумасси синим.
Белки можно разделить только на основе заряда, используя метод, называемый изоэлектрической фокусировкой. Разделение проводят в стеклянной пробирке с полиакриламидным гелем, в которой установлен градиент pH.
| Разделение белков |
Когда подается ток, каждый белок мигрирует, пока не достигнет своего характерного pH (уровня кислотности или щелочности). В этот момент чистый заряд белка становится равным нулю, и миграция прекращается.Значение pH, при котором суммарный заряд равен нулю, называется изоэлектрической фокусировкой.
Сложные смеси белков схожих размеров разделяют по размеру и заряду с помощью двумерного гель-электрофореза. В этом методе белки разделяются в два последовательных этапа.
Во-первых, они разделяются в гелевой трубке с помощью изоэлектрической фокусировки, основанной только на их зарядах. Затем белки мигрируют в пластину геля и разделяются с помощью SDS-PAGE, исходя только из их размера. Белки визуализируются в виде пятен на пластине геля.
Приложения
Каждый вид организмов, исследованных исследователями, выявляет огромные генетические вариации или полиморфизм (множество форм), что свидетельствует о наличии различных генотипов (генетический состав) в популяции. Однако невозможно определить генотипы растений, просто наблюдая за их видимыми характеристиками или фенотипами.
Во многих лабораториях по науке о растениях исследователи применяют электрофорез для определения способа размножения видов растений, выявления генетических вариаций внутри и между популяциями растений, а также для определения генотипов растений.
Кроме того, исследователи устанавливают генетическое родство у растений, то есть устанавливают наиболее вероятного отцовского родителя или донора пыльцы в пределах и за пределами места исследования, давшего семена, собранные с известного материнского растения. Для выполнения этих задач исследователи полагаются на маркеры белков и ДНК, полученные с помощью гель-электрофореза.
Белковые маркеры, известные как аллозимы, широко используются в ряде генетических анализов. Аллозимы — это разные электрофоретические формы фермента, продуцируемые разными аллелями (альтернативными формами гена).
Фермент — это белок, который ускоряет скорость химической реакции в организме, но не расходуется в процессе. Аллозимы катализируют одни и те же химические реакции, но имеют немного разные последовательности аминокислот, строительных блоков белков.
Для анализа аллозимов исследователи извлекают ферменты из растений и разделяют их на крахмальных или полиакриламидных гелях. Гели из картофельного крахмала используются чаще всего из-за их низкой стоимости и простоты использования.
После электрофореза гель погружают в раствор, содержащий краситель и субстрат, подходящий для исследуемого фермента.Фермент реагирует с субстратом, образуя цветную полосу на геле.
Если гель дает одну окрашенную дискретную полосу на дорожке, то это конкретное растение содержит только одну форму фермента, поэтому генотип растения должен быть гомозиготным (иметь два идентичных аллеля гена).
Если гель дает две цветные полосы, то растение содержит две формы фермента и, следовательно, является гетерозиготным (имеет два разных аллеля гена). Аллозимный электрофорез позволяет исследователям узнать о способах размножения растений.
Например, популяции растений с большим количеством гетерозигот указывают на высокий уровень перекрестного опыления, то есть перенос пыльцы (мужской гаметы растения) ветром, насекомыми, птицами, летучими мышами или другими животными от одного цветущего растения к другому. Другая.
Большое количество гомозигот в популяции растений указывает на высокий уровень самоопыления, переноса пыльцы внутри цветка или между цветками одного и того же растения.
Сегодня во многих лабораториях растений белковые маркеры заменены маркерами ДНК, которые представляют собой фрагменты ДНК, которые отличаются друг от друга из-за различий в их базовых последовательностях.
Для создания ДНК-маркеров ДНК извлекается из растений и разрезается на фрагменты с помощью специальных ферментов, известных как рестрикционные ферменты. Затем фрагменты разделяют электрофорезом на агарозном геле и анализируют.
Некоторые из широко используемых ДНК-маркеров во многих лабораториях представляют собой фрагменты ДНК разной длины, известные как полиморфизмы рестрикционных фрагментов (ПДРФ) или короткие последовательности оснований ДНК, которые многократно повторяются в тандеме (голова к хвосту), называемые переменным числом тандемные повторы (VNTR), разновидность RFLP.
RFLP-анализ различает гетерозиготные и гомозиготные генотипы. Гетерозиготы дают два фрагмента на геле, а гомозиготные генотипы дают один фрагмент.
Другой ДНК-маркер, известный как случайная амплифицированная полиморфная ДНК (RAPD), стал чрезвычайно популярным ДНК-маркером среди ученых-растениеводов. Они представляют собой фрагменты ДНК, амплифицированные методом, известным как полимеразная цепная реакция (ПЦР), с использованием короткого праймера, состоящего из десяти нуклеотидов, выбранных случайным образом, а затем разделенных по размеру с помощью электрофореза в агарозном геле.
Полиморфизм выявляется, когда фрагмент ДНК амплифицируется в одном растении и не может амплифицироваться в другом. На геле исследователь проверяет наличие или отсутствие маркера.
Многие исследования происхождения семян и семенных коробочек были проведены с использованием ДНК-маркеров. Профили ДНК семян или семенных коробочек сравниваются с материнскими и отцовскими растениями. Если бы семена были получены путем перекрестного опыления, то половина полос ДНК семян была бы обнаружена в материнском растении, а другая половина — в отцовском.
Краткая история электрофореза
Многие могут удивить, узнав, что электрофорез не совсем новый. Фактически, метод разделения был впервые разработан для использования учеными еще в 1807 году. С тех пор исследователи, химики и техники использовали электрофорез для разделения различных заряженных частиц с помощью электрического поля. Это можно использовать для анализа всего, от образцов ДНК до пестицидов и загрязнителей окружающей среды. За последние пару столетий процесс становился все более и более изощренным, и в него часто вносились улучшения.
Основы электрофореза
Хотя электрофорез был впервые открыт в начале 19 века, он не применялся в научных целях до 1942 года. Во время электрофореза образец подвергается воздействию электрического тока. Положительно заряженные ионы движутся к отрицательному электроду, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительно заряженному электроду. Поскольку разные ионы мигрируют с разной скоростью, их можно эффективно разделить с помощью электрофореза.
Технологический прогресс
Развитие электрофореза имело огромное значение для изучения разделения ДНК и РНК. Существует несколько различных видов электрофореза, но одним из наиболее распространенных в лабораторных условиях является гель-электрофорез с нуклеиновой кислотой. При гель-электрофорезе биомолекулы нуклеиновых кислот и белков разделяются в геле после воздействия электрического поля.
В то время, когда электрофорез был впервые представлен для применений ДНК и РНК, нуклеиновые кислоты в основном разделялись на основе скорости осаждения посредством центрифугирования.Поскольку центробежное разделение требовало значительного количества времени, тяжелого оборудования и высокого уровня ввода пробы, исследователи начали искать различные методы разделения. Электрофорез успешно использовался для разделения образцов ДНК и РНК, начиная с 1960-х годов. Первоначально агар, природный углевод, использовался в качестве разделяющей среды для электрофореза, но в конце 1960-х годов он был заменен агарозой, полисахаридом, который является одним из основных компонентов агара.
Гель-электрофорез нуклеиновых кислот стал еще более сложным в 1970-х годах.До 1972 года лаборатории должны были использовать радиоактивное мечение нуклеиновых кислот, чтобы эффективно визуализировать разделение молекул в процессе электрофореза. Затем две лаборатории смогли успешно заменить этот процесс окрашиванием геля с использованием бромистого этидия. Этот переход позволил лабораториям избежать рисков и длительного обучения, связанных с использованием радиоактивной маркировки.
Качественное оборудование для электрофореза
Сегодня лаборатории могут инвестировать в высококачественные системы электрофореза, которые упрощают отливку и анализ образцов геля.Система гель-электрофореза ENDURO ™ GDS от Labnet International — это комплексный продукт, в котором есть все необходимое для электрофореза, включая цифровой блок питания, подставку для литья, гребни, поддоны для геля и резервуар для геля. Мы также предлагаем ряд систем документации, включая систему документации гелей ENDURO ™ GDS с превосходными возможностями визуализации.
Свяжитесь с Labnet сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о том, как мы можем удовлетворить ваши потребности в оборудовании.
Как работает электрофорез | Sciencing
Гель-электрофорез, часто также называемый электрофорезом ДНК или просто электрофорезом, — это метод, который используется для разделения фрагментов ДНК (и других заряженных молекул) по размеру.Обычно это делается с помощью геля агарозы и электрического заряда, чтобы отделить фрагменты друг от друга.
У этого метода есть несколько приложений, включая исследование ДНК, снятие отпечатков пальцев ДНК, криминологию, а также различные медицинские приложения.
Что такое гель-электрофорез?
Гель-электрофорез — это метод, который позволяет ученым разделять заряженные молекулы по размеру. Это включает ДНК, РНК и белки.
Помните, что ДНК и РНК имеют небольшой отрицательный заряд благодаря отрицательно заряженным молекулам кислорода в сахарно-фосфатной основе молекулы.Белки могут иметь ряд зарядов в зависимости от аминокислот в полипептидной цепи.
Компоненты электрофореза
Для проведения электрофореза сначала необходимо приготовить гель. Это можно сделать практически в любой лаборатории; Наиболее распространены агарозные гели. Чтобы сделать гель, порошок агарозы смешивают со специальным буфером, называемым буфером для электрофореза. Затем эту смесь нагревают до растворения агарозы и полностью смешивают с буферным раствором.
Обратите внимание, что некоторые протоколы электрофореза требуют добавления бромистого этидия (Et-Br).Это окрашивает любую ДНК, используемую в электрофорезе, чтобы вы могли видеть положение фрагментов в УФ-свете.
Формование геля
Затем его выливают в прямоугольную форму, называемую лотком для заливки геля. Наряду с формой, которая создает прямоугольный гель, используемый для электрофореза, на одном из концов геля помещается гребешок. Эта гребенка создает лунки, в которые загружаются образцы, которые вы хотите разделить с помощью электрофореза. Вы можете увидеть картинку здесь.
После затвердевания геля гребенку из лунок удаляют и гель помещают в специальный резервуар для электрофореза.Другой буфер заполняется в резервуар до тех пор, пока небольшой слой буфера полностью не покроет агарозный гель.
Этот резервуар вырабатывает электрический ток (от 50 до 150 В) через буферный раствор и, в свою очередь, через гель агарозы. Лунки с агарозным гелем помещают на отрицательном конце тока (катод , ), а другой конец геля — на положительном конце тока (анод , ).
Как работает электрофорез?
Перед тем, как электрический ток будет пропущен через резервуар и гель, ваши образцы загружаются в лунки.Это делается с помощью микропипетки. «Маркерный» образец, также известный как «лестница ДНК», представляет собой образец с известными размерами фрагментов ДНК, который может помочь вам сравнить ваши образцы и понять размеры исследуемого образца.
Часто следящий краситель (также называемый загрузочным красителем) добавляется к каждому образцу, чтобы помочь вам загрузить образец в лунки. Краситель также помогает отслеживать движение образцов через гель.
Так как же на самом деле образцы проходят через гель и разделяются по размеру? Это связано с электрическим током , который проходит через агарозный гель, а также с размером / структурой фрагментов и гелем агарозы.
Заряд и размер Определите полосы ДНК
Помните, что в целом заряд ДНК составляет отрицательных . Таким образом, когда эти образцы помещаются в лунки, которые находятся рядом с отрицательным концом электрического тока, это приведет к тому, что отрицательно заряженная ДНК отодвинется на от катода (отрицательный заряд) и переместится на в направлении анода (положительный заряд). на противоположном конце.
Помимо этого движения образцов, электрофорез также разделяет образцы и фрагменты в этих образцах по размеру.Это связано с тем, что молекулы меньшего размера, и фрагменты могут перемещаться быстрее, и легче через гель, в то время как более крупные молекулы и фрагменты перемещаются медленнее . Это означает, что мелкие фрагменты будут двигаться к концу геля быстрее, чем более крупные, и в результате каждый фрагмент разделяется по размеру.
После прохождения геля в течение примерно часа (в большинстве протоколов) заряд отключается и гель анализируется. Вы увидите отчетливую прямоугольную полосу, часто называемую полосой ДНК или полосой белка, в различных точках геля.Каждая полоса представляет собой один фрагмент, который двигался по гелю.
Применение и применение электрофореза
В лаборатории есть множество применений электрофореза. Вот лишь некоторые из них:
- ДНК-дактилоскопия для мест преступлений и генетического тестирования
- Тестирование продуктов полимеразной цепной реакции
- Анализ генов для медицинских целей
- Сравнение ДНК между видами или потомками
- Анализ эволюционных и таксономических отношений между видами
- Понимание того, где рестриктазы разрезают разные участки ДНК
- Тестирование отцовства
- Тестирование устойчивости к антибиотикам
Как интерпретировать результаты гель-электрофореза ДНК
Электрофорез в агарозном геле — это метод молекулярной биологии для анализировать и разделять фрагменты ДНК в зависимости от их размера.Когда вы используете гель электрофорез, чтобы помочь вам с молекулярным клонированием, вы можете столкнуться с общей проблемой.
Например, вы готовы вырезать расщепленную плазмидную ДНК из агарозы. Однако вы видите более одной полосы на вашем усвоенном образце и задаетесь вопросом, какую из них вырезать. В этой статье мы рассмотрим различные формы плазмидной ДНК и дадим несколько полезных советов по интерпретации вашего геля.
Содержание артикула:
Структура агарозы
Как циркулярная плазмидная ДНК работает во время гель-электрофореза?
4 Общие формы плазмидной ДНК
Как интерпретировать результаты гель-электрофореза
Связанные товары
Ссылки
Структура агарозы
Агароза, полученная из морских водорослей, представляет собой полисахаридный агар.Во время полимеризации полимеры агарозы нековалентно связываются и образуют сеть пучков. Эта сеть состоит из пор с молекулярными фильтрующими свойствами.
Концептуальная визуализация геля агарозы на микроскопическом уровне.
Разделение ДНК происходит из-за сеткообразной природы геля агарозы. Более мелкие фрагменты ДНК могут быстро перемещаться через поры, в то время как более крупные фрагменты захватываются и поэтому перемещаются медленно.
Давайте посмотрим, как все это работает.Под мощным микроскопом гель будет выглядеть пористым, но невооруженным глазом он выглядит как гладкий непрозрачный желатин в форме квадрата с лунками на одном конце поверхности. Лунка — это полый карман в геле, куда загружается ДНК. Из-за отрицательно заряженного фосфатного остова ДНК сохраняет небольшой отрицательный заряд, который позволяет молекуле перемещаться к положительно заряженному аноду. Расстояние перемещения молекул ДНК в агарозном геле пропорционально логарифму его молекулярной массы.
Как циркулярная плазмидная ДНК работает во время гель-электрофореза?
Условия гель-электрофореза (включая присутствие бромистого этидия, концентрации геля, напряженность электрического поля, температуру и ионную силу буфера для электрофореза) могут влиять на подвижность плазмидной ДНК. Благодаря сетчатой природе агарозного геля кольцевая плазмидная ДНК легче захватывается агарозной сеткой.
Электрофоретический захват — это баланс между
электрофоретическая сила (притягивание кольцевой плазмидной ДНК к ловушке) и
диффузия (позволяющая кольцевой плазмидной ДНК вырваться из ловушки).Итак, большой
Круглые молекулы имеют больше шансов попасть в ловушку, чем ДНК меньшего размера. Суперспиральную ДНК сложнее поймать из-за небольшого размера скрученной ДНК.
ДНК.
4 Общие формы плазмидной ДНК
CCC (ковалентно замкнутый круг) Мономер
МономерCCC представляет собой отрицательно заряженную сверхспиральную плазмиду. Интактные суперспиральные плазмиды имеют компактную двухцепочечную ДНК, скрученную вокруг себя. Плазмидная ДНК, выделенная из бактериальных хозяев, обычно присутствует в этой форме CCC.Непереваренная плазмидная ДНК обычно имеет суперспирали.
OC (открытый круг) Мономер
Открытая кольцевая форма возникает в результате надрезания (расщепления) одной цепи ДНК. Ультрафиолетовое облучение или нуклеазы могут вызвать этот разрыв одной нити. Эта структура представляет собой расслабленную и менее компактную форму плазмиды. Он также имеет меньшую суперспиральность, чем форма CCC.
Линейный мономер
Линейная форма является результатом расщепления обеих цепей ДНК, вызванного эндонуклеазами рестрикции.
OC Димер (Конкатемер)
ДимерOC представляет собой олигомерную форму плазмиды. Конкатемер может возникнуть из-за репликации. Димеры обычно увеличиваются вдвое по сравнению с мономерами.
Как интерпретировать результаты гель-электрофореза
- Если возможно, загрузите непереваренные, линеаризованные и УФ-излученные плазмиды рядом друг с другом в агарозный гель, затем вы можете сравнить полосы между этими образцами.
- В общем, суперспиральные формы CCC мономера движутся быстрее, чем любые другие формы, потому что они имеют компактную суперспиральную структуру ДНК.Следовательно, они будут появляться в геле ниже.
- Открытые кольцевые (OC) и линейные мономеры движутся медленнее, чем сверхспиральный мономер CCC. У них больше проблем с прохождением через поры в гелевой матрице, чем у формы CCC. Следовательно, формы ОК будут появляться выше в геле. Порядок миграции обычно — форма мономера CCC (самая быстрая), за которой следуют линейная форма и форма OC.
- Полностью переваренная плазмидная ДНК обычно показывает только одну полосу, линейную форму плазмиды, на своей дорожке с ожидаемым размером.Непереваренная плазмида может иметь две формы, отображаемые на ее дорожке: димер CCC и формы мономера CCC. Формы димеров из-за их большего размера и размера вдвое по сравнению с мономерами обычно движутся медленнее, чем мономеры. Следовательно, в геле он будет выше, чем в мономере. Мономерная форма CCC работает быстрее, чем линейная форма расщепленной плазмидной ДНК.
Примеры гель-электрофореза плазмидных форм. Lane 1: ДНК Ladder. Дорожка 2: непереваренная плазмида А.Дорожка 3: полностью переваренная плазмида А. Дорожка 4: УФ-облученная плазмидная ДНК.
Теперь, как практика, можете ли вы угадать форму каждой плазмиды из этих
полосы из геля агарозы ниже?
Гель-электрофорез. Дорожка 1: ДНК-лестница. Дорожка 2: непереваренная плазмида А. Дорожка 3: полностью расщепленная плазмида А.
Ответ:
На дорожке 2 вы можете увидеть две полосы. Слабая полоса сверху — это OC, а нижняя — форма CCC.Для дорожки 3 это полностью переваренная плазмида, поэтому полоса имеет линейную форму.
Как определить полосы в гелях агарозы?
Во время гель-электрофореза вам может потребоваться загрузить неразрезанную плазмидную ДНК, расщепленный фрагмент ДНК, продукт ПЦР и, возможно, геномную ДНК, которую вы используете в качестве матрицы ПЦР, в лунки. Ваш расщепленный фрагмент ДНК представляет собой расщепленный продукт ПЦР. Следующим шагом является определение этих полос, чтобы решить, какую из них вырезать.
Гель-электрофорез. Дорожка 1: ДНК-лестница. Дорожка 2: непереваренная плазмида А. Дорожка 3: полностью расщепленная плазмида А. Дорожка 4: расщепленный продукт ПЦР (или фрагмент ДНК). Дорожка 5: Продукт ПЦР (со слабой полосой димера праймера). Дорожка 6: Геномная ДНК. Белые стрелки указывают полосы, которые вы хотите удалить.
Советы по определению правильной полосы для снятия акциза с геля
- Неразрезанную плазмидную ДНК на агарозном геле легко идентифицировать, поскольку она может иметь две формы плазмиды (формы OC и CCC).
- Расщепленная плазмида, фрагмент расщепленной ДНК, продукт ПЦР и геномная ДНК могут иметь одну единственную полосу.Чтобы идентифицировать эти полосы, вам нужно будет проверить их размер с помощью лестницы ДНК. Ваша расщепленная плазмида имеет линейную форму с размером между формами OC и CCC неразрезанной плазмиды. Геномная ДНК имеет большой размер. Итак, геномная ДНК обычно видна на самом верху геля (очень близко к лунке).
- Расщепленный фрагмент ДНК может иметь одну полосу почти такого же размера, что и ваш продукт ПЦР. Это ваш целевой размер, и полоса в этом переваренном фрагменте ДНК — та, которую вы хотите вырезать.
- Внизу полосы продукта ПЦР вы можете увидеть слабую полосу, указывающую на небольшие молекулы. Эти небольшие молекулы являются вашими молекулами праймера, которые связываются с другими молекулами праймера с образованием димера праймера. Размер этих маленьких молекул не является вашим целевым размером, поэтому вы не хотите вырезать эту полосу.
Чтобы узнать больше о том, как интерпретировать гель-электрофорез ДНК, посмотрите наше видео ниже:
Сопутствующие товары
Продукты агарозы
Агароза LE (степень молекулярной биологии) (Кат.А-201)
Агароза высокого разрешения (для нуклеотидов <1 килобайт) (Каталожный № A-202)
Агароза с низким содержанием плавления (Каталожный № A-204)
Лестницы ДНК
ДНК Ladder 1 kb (Каталожный № D010)
1 kb PLUS ™ DNA Ladder (Каталожный № D011)
ДНК-лестница из 100 п.н. (Каталожный № D001)
ДНК-лестница PLUS ™, 100 пар оснований (Каталожный № D003)
ДНК-лестница из 50 п.н. (Каталожный № D100)
VersaLadder ™, 100-10 000 пар оснований (Кат.D012)
Красящие продукты с загрузкой геля
6X Blue Loading Dye (Каталожный № L002)
Буфер для загрузки 6X GelRed ™ Prestain с синими отслеживающими красителями (Каталожный № G-730)
Буфер для загрузки 6X GelRed ™ Prestain с оранжевым отслеживающим красителем (Каталожный № G-735)
6X Green Loading Dye (Каталожный № L001)
Свободная кислота бромфенолового синего, класс ACS (Каталожный № B092)
Ксилолцианол FF, сверхчистый (Каталожный № X-300)
Список литературы
Коул, К.Д. и Теллез К. М. (2002). Разделение большой кольцевой ДНК электрофорезом в агарозных гелях. Прогресс биотехнологии, 18 (1), 82-87.
Грин, М. Р., Сэмбрук, Дж. (2019a). Электрофорез в агарозном геле.