Электрофорез что такое: суть метода и какие вещества вводятся в организм в клинике МЕДСИ в Санкт-Петербурге

Содержание

Электрофорез — что это? | Стоматология Доктора Манапова

2019-12-10

Электрофорез – это метод физиотерапевтического лечения, при котором в организм вводится лекарственный препарат посредством электрического тока малой силы. В основе данной процедуры лежит применение специальных лекарственных средств, которые способны распадаться на определенные ионы и под воздействием тока направленно проникать вглубь тканей даже через кожные покровы, но на небольшую глубину. Как правило, лекарство попадает в кровь и моментально разносится по всему организму. Кроме того, оно скапливается в органах, на которые непосредственно оказывается воздействие.

Основное показание к лечению электрофорезом – это инфицирование каналов зуба при пульпите, периодонтите, а также кистах и гранулемах. Благодаря целенаправленному введению лекарственного препарата происходит быстрое и эффективное восстановление зубных каналов, уменьшение болевого синдрома, удаление бактерий. После лечения проводится обязательная пломбировка каналов.

Противопоказания:

  • аллергические реакции на вводимые препараты
  • гнойные воспалительные процессы в организме
  • наличие кардиостимулятора
  • тяжелая форма бронхиальной астмы
  • злокачественные новообразования
  • острые заболевания сердечно-сосудистой системы.

Показания:

  • кисты и гранулемы
  • пульпит – инфицирование каналов зуба
  • периодонтит
  • болевые ощущения после лечения или удаления зубов
  • альвеолит
  • стоматит.

Электрофорез в стоматологии: технология

  1. специальная прокладка смачивается в лекарственном препарате и фиксируется на пораженном участке. Если требуется лечение пульпита, то препарат вводится внутрь зуба, предварительно обрабатываются каналы,
  2. при помощи специального аппарата, вырабатывающего ток, проводится воздействие на ткань полости рта через прокладку с лекарственным средством.

Длительность одной процедуры – 10-30 минут, проводить их рекомендуется ежедневно или через день. Весь курс занимает от 10 до 20 процедур.

Электрофорез в стоматологии: преимущества

  • безболезненность проведения процедуры: возможно лишь незначительное покалывание и жжение,
  • быстрое снятие воспалительных процессов внутри канала зуба или в тканях, окружающих его верхушку,
  • уменьшение болевого синдрома во время и после лечения различных зубных заболеваний,
  • бактерицидное воздействие на ткани,
  • целенаправленное введение лекарственного средства, его скопление непосредственно в очаге воспаления,
  • минимальный риск развития аллергических реакций на вводимый лекарственный препарат,

увеличение эффективности лекарственных средств: оно медленнее выводится и сохраняется в течение нескольких недель.

Электрофорез в стоматологии: недостатки

  • большое количество противопоказаний для проведения лечения.

Электрофорез – это не самостоятельное средство лечения, а, как и любой метод физиотерапии – лишь дополнительный способ восстановления организма при наличии каких-либо заболеваний полости рта. Главное преимущество электрофореза в том, что введение лекарственного препарата в организм происходит целенаправленно, что гораздо более эффективно даже капельниц, внутривенного введения или приема медикамента внутрь. При необходимости возможно выведение лекарственного средства из организма также посредством электрического тока.

Электрофорез в лечении заболеваний позвоночника и суставов.

Аппарат для электрофореза
МИТ-ЭФ2

Электрофорез (ионофорез) –это метод физиотерапии который заключается во введении в ткани тела лекарственного вещества через неповреждённую кожу с помощью постоянного электрического тока (гальванического тока). Применяется электрофорез как лечебный метод с 1802 года. Таким образом, ему уже около 210 лет, однако он до сих пор не утратил своей актуальности.

 Как действует электрофорез.

 С помощью электрического тока ионы лекарственного вещества движутся от одного электрода к другому (от «+» к «–» или наоборот, в зависимости от заряда ионов лекарства), проходя через ткани тела, и задерживаясь там, создавая высокие концентрации лекарства в зоне воздействия. Высокая концентрация лекарственного вещества может сохраняться в тканях организма до 15  и более часов, оказывая необходимый терапевтический эффект.

 Крайне важно то, что методом электрофореза можно лечить органы с нарушенной микроциркуляцией, куда невозможна доставка лекарства с кровотоком. Такая ситуация может сложиться при диабетической ангиопатии сосудов нижних конечностей, тромбозах крупных кровеносных сосудов, некрозах тканей.

 Также большое значение имеет тот факт, что при электрофорезе лекарство доставляется напрямую к больному органу, не проходя через печень и другие фильтры организма. Таким образом, лекарственное вещество оказывает меньшее токсическое действие на печень и системы выделения. При таком способе лечения требуется меньшая доза лекарства, хотя его концентрация в тканях, требующих лечения, гораздо выше.

 Интересно, что во время электрофореза (ионофореза) лекарственные вещества приобретают заряд, и поступают к больным тканям в виде ионов, которые обладают гораздо большей терапевтической активностью.

 Выгодные отличия электрофореза от инъекционного введения лекарств.

1. При электрофорезе лекарство более концентрированное, а суммарная доза гораздо меньше.

2. Лекарство напрямую доставляется в ткани организма, не проходя обработку в печени, и оказывая на неё                 меньшее токсическое действие.

3. В тканях более длительное время задерживается необходимая концентрация лекарства.

4. Действие лекарства эффективнее за счет ионизирования его при электрофорезе.

5. Слабый гальванический ток также оказывает лечебное действие. Он улучшает кровообращение,                                  уменьшает отёк и воспаление.

6. Лечение комфортное, безболезненное и неинвазивное (не повреждаются кожные покровы), в отличие от                  инъекционного введения.

7. Меньше аллергических реакций, поскольку лекарственное вещество вводится в чистом виде без                                  примесей и растворителей.

 Воздействие гальванического тока при электрофорезе.

 Гальванический ток сам по себе обладает противовоспалительным, обезболивающим, иммуностимулирующим действием. Это способствует усилению действия процедуры на организм. Наряду с этим, постоянный ток низкого напряжения ионизирует лекарственное вещество, делая его более активным. В результате достигается тот же лечебный эффект меньшей дозой лекарства.

 Как выполняется процедура электрофореза.

 На практике процедура электрофореза проводится очень просто. Используются две тканевые прокладки по размеру электродов. Они должны быть сшиты таким образом, чтобы электрод свободно входил внутрь прокладки и полностью был покрыт ею с двух сторон. Прокладки кипятятся, отжимаются и остывают.

Перемещение ионов лекарства
при электрофорезе.

На теплую влажную прокладку наносится раствор лекарственного вещества, причём лекарство наносится строго на положительный или отрицательный электрод, соответсвенно таблице. Далее электроды в тканевых прокладках прикладываются к коже пациента и сверху фиксируются целлофановой плёнкой или целлофановыми мешочками с песком.

Пациента укрывают и включают аппарат. Силу тока нужно добавлять плавно, и выставить такой уровень, чтобы пациент ощутил лёгкое покалывание в месте наложения электродов. Ни в коем случае больной не должен ощущать жжение или боль вовремя процедуры, есть опасность ожога.

Длительность сеанса электрофореза от 10  до 15 минут. Курс обычно включает 10 – 20 сеансов электрофореза, которые могут отпускаться каждый день или через день.

 Показания для применения электрофореза.

 Электрофорез (ионофорез) – это универсальный метод лечения. С помощью него можно вводить очень многие лекарственные вещества. Он используется при заболеваниях органов дыхания, в гинекологии, офтальмологии, косметологии, заболеваниях позвоночника и суставов, внутренних болезнях.

Назначается электрофорез для чрескожного или полостного введения антибиотиков, витаминов, противовоспалительных и обезболивающих средств, отхаркивающих, хондропротекторов и других препаратов. В центре вертебрологии доктора Ковриженко электрофорез используется очень широко.

Он назначается при болях в спине, при остеохондрозе и его осложнениях —  протрузиях и грыжах межпозвонковых дисков, при заболеваниях суставов – деформирующем артрозе и плече-лопаточном периартрозе, эпикондилите, бурсите, тендините и тендовагините, невритах и невралгиях, полиневропатиях. В нашем центре процедура электрофореза назначается как в комплексном лечении, так и как самостоятельный метод терапии.

 Грамотное применение электрофореза в комплексе лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата позволяет нашим специалистам быстро снять болевой синдром, уменьшить продолжительность лечения и ускорить выздоровление.

 Противопоказания для назначения электрофореза.

Противопоказания такие же, как и для всех остальных электропроцедур. А именно: различные онкозаболевания, болезни и повреждения кожи, острые инфекционные заболевания, высокая температура тела, психические заболевания, наличие кардиостимулятора, при тяжёлом общем состоянии пациента, кахексии, при нарушениях ритма сердца, высоком артериальном давлении.

 Таким образом, электрофорез (ионофорез) является эффективной современной физиотерапевтической процедурой и с успехом применяется во многих областях медицины.

 Также Вы можете ознакомиться с другими методами физиотерапии, которые применяются в нашем центре:

Магнитолазерная терапия,

Электромиостимуляция.

 Если у Вас есть вопросы по поводу электрофореза или других методов лечения, можете задать их на странице ВОПРОС ВРАЧУ, или приходите на бесплатную консультацию к специалистам в наш центр.

Записаться на приём.

Электрофорез, сделать процедуру в СПб

Электрофорез – методика лечения, основанная на воздействии на тело пациента током. Через поврежденные участки кожи или слизистых оболочек в организм поступают ионы. Это достигается за счет постоянного либо импульсного тока.

Механизм действия

Ток раздражает кожу, вызывая различные реакции организма. Стимулируются тканевые обмены, кровообращение, процессы восстановления после разных заболеваний. После дозированного воздействия током в верхний слой кожи – эпидермис – поступают ионы лекарства. Потом они медленно распределяются по организму и вымываются лимфо- и кровотоком.

Преимущества электрофореза

Этот метод широко распространен в медицине и знаком практически каждому человеку. В сравнении с другими способами доставки в организм лекарственных средств, электрофорез имеет следующие преимущества:
• Возможность одновременного введения нескольких препаратов.
• Лекарства долго воздействуют на организм, но не вызывают общую интоксикацию.
• Можно напрямую воздействовать на пораженный участок кожного покрова.

• После сеанса лекарственные препараты долго остаются в коже, потому что формируется специальный очаг. Потом они медленно поступают в организм и разносятся по нему с кровью.
• Ионы – это хорошо действующая методика лечения.

Противопоказания

Эта методика категорически противопоказана при следующих состояниях:
• индивидуальная непереносимость;
• дерматозы;
• онкология;
• заболевания сердечно-сосудистой системы;
• частые кровотечения.

Перед началом курса процедур нужно проконсультироваться с лечащим врачом. В «СМ-Клиника» вы можете получить грамотную консультацию любого врача, который пропишет лечение в индивидуальном порядке с учетом протекания болезни и переносимости определенных препаратов.

На подготовительном этапе делается кожная проба. Это слабое воздействие, чтобы определить непереносимость и чувствительность. Только после этого принимается решение о возможности делать электрофорез.

Существует много показаний к применению этой методики. Однако проводить сеансы нужно только под наблюдением врача.

Лекарственный электрофорез

Один из вариантов проведения электрофореза – с использованием цинка. Только в «СМ-Клиника» в Санкт-Петербурге проводятся:
• классические сеансы электрофореза с цинком;
• в гинекологии – по вагинальной методике;
• в урологии – по ректальной технике;
• по трехэлектродному методу;
• по Щербаке;
• по Вермелю;
• по Бургиньону;

• полумаской Бергонье.

«СМ-Клиника» продолжает классические традиции физиотерапии, направленные на лечение, профилактику и восстановление.

Чем полезен цинк? Какова его роль в организме?

Это один из самых главных элементов, входящий в состав более чем 40 ферментов организма человека. Цинк участвует в формировании иммунитета, поддержании уровня гормонов, стабилизирует рост. Цинк содержится в крови, мышцах, печени, костях, почках, сетчатки глаз. Он способствует долгой жизни и сохранению молодости, устраняет усталость, выполняет функцию антиоксиданта.

Сегодня даже у молодых людей снижено содержание цинка в организме, по оценкам специалистов. Это негативно сказывается на женской репродуктивной функции, состоянии эндокринной системы.

Девушки с нехваткой цинка подвержены недостаточной выработке половых гормонов. У них продолжается рост, когда погодки уже остановились в росте. У них очень длинные конечности, внешне они выглядят инфантильными. Нарушается менструальный цикл и отложение жировой ткани.

У мужчин цинк контролирует рост простаты, профилактирует аденому, бесплодие. Этот элемент активизирует сперматозоиды и в целом половые гормоны.

Важно повышать уровень цинка пожилым людям, потому что иначе теряется слух, прогрессирует атеросклероз, часто возникают инфекции. Если цинк в норме, то хорошо функционирует мозг – сохраняется память, внимание и т. д.

Цинк активизирует витамины Е и А, то есть без него невозможна регенерация кожи, правильная работа сальных желез, рост ногтей и волос. Цинк участвует в борьбе с угрями.

В цинке нуждаются зубы человека. Он обеспечивает профилактику инфекционных болезней полости рта и десен.

При насыщении цинком суставов проходит боль, повышается устойчивость к физическим нагрузкам.

Показания к электрофорезу с раствором цинка

• Акне на теле и лице.
• Повышенные физические нагрузки. Цинк повышает выносливость и силовые показатели.
• Иммунодефицит.
• Сахарный диабет.
• Раны, дерматиты, ожоги, пролежни, экземы.
• Артриты, ревматизм, остеохондроз позвоночника, артрозы.
• Синдром хронической усталости.
• Бесплодие – мужское и женское, – которое вызвано воспалениями (простатит, эндометрит), недостаточностью или нарушением баланса половых гормонов.
• Заболевания органов ЖКТ – язва, гастрит, гепатоз, гепатит, панкреатит, синдром раздраженного кишечника.
• Диффузные и гнездные алопеции.
• Дегенеративно-дистрофические болезни суставов позвоночника и конечностей.

Проконсультируйтесь с врачом, имеются противопоказания.

 

Приём физиотерапевта в наших клиниках

Малая Балканская, д. 23 (м. Купчино)

Часы работы:

Ежедневно
с 9.00 до 22.00

Дунайский проспект, д. 47 (м. Дунайская)

Часы работы:

Ежедневно
с 9.00 до 22.00

Проспект Ударников, д. 19 корп. 1 (м. Ладожская)

Часы работы:

Ежедневно
с 9.00 до 22.00

Выборгское ш., д. 17 корп. 1 (м. Пр-т Просвещения)

Часы работы:

Ежедневно
с 9.00 до 22.00

Маршала Захарова, д. 20 (м. Ленинский пр-т)

Часы работы:

Ежедневно
с 9.00 до 22.00

Электрофорез в санатории «Виктория»


Электрофорезом называется процедура введения лекарственных препаратов в кожу или слизистые оболочки с помощью электрического поля – безболезненно и без инъекций. В поверхностных тканях они частично депонируются, и из нее поступают в общий кровоток, оказывая необходимые эффекты.

Кроме действий, обусловленных воздействием вводимых препаратов, электрофорез производит сосудорасширяющий и обезболивающий эффекты, улучшает метаболизм клеток, уменьшает степень воспаления, стимулирует выработку биоактивных веществ, уменьшает выраженность отеков. Под влиянием электрического поля препарат можно ввести в кожу и создать в ней депо, откуда лекарство будет расходоваться постепенно, обеспечивая пролонгированность действия и исключая разрушение действующего вещества секретами желез. Медицинские средства можно вводить непосредственно в область воспаления, уменьшая их воздействие на организм.

Показания к электрофорезу:

  • неврастения;
  • мигрень;
  • невроз;
  • стенокардия;
  • гипертоническая болезнь;
  • синуситы;
  • бронхиты;
  • бронхиальная астма;
  • атеросклероз сосудов;
  • остеоартроз;
  • рубцы;
  • спаечная болезнь;
  • гидросальпинкс;
  • эрозия шейки матки;
  • себорея;
  • ювенильный ревматоидный артрит;
  • гастрит;
  • панкреатит;
  • холецистит;
  • воспалительные заболевания мочеполовой системы;
  • воспалительные патологии глаз, кожи, полости рта.

Противопоказан электрофорез при сердечной недостаточности, психических нарушениях, тяжелом состоянии, болезни Бехтерева, недавно перенесенном инсульте, наличии кардиостимулятора, тяжелом течении астмы, нарушении свертываемости, непереносимости электрического тока.

Адрес санатория:
Россия, Ставропольский край, г. Кисловодск, ул. Кирова, д.12
Отдел реализации путевок (г. Кисловодск):
Тел: 8 (800) 250-60-63
e-mail: [email protected]

Посмотреть на карте

Электрофорез для детей на воротниковой зоне, также проведения электрофорез для грудничков в Евромед

Проведение лечебных процедур электрофорезом в Омске. Электрофорез — метод введения лечебных препаратов через кожный покров, под действием электрического поля. При этом лекарство вводится в наиболее химически активной форме.

  • Консультация
  • Диагностика
  • Лечение

Электрофорез — это метод введения лекарственного вещества под действием электрического поля в организм. Лечение электрофорезом проводится как через кожные покровы (в неврологии, травматологии и др.), так и через слизистые оболочки (в стоматологии, оториноларингологии, гинекологии и др.). Вещество вводится непосредственно в очаг воспаления в малых, но достаточно эффективных дозах, накапливаясь в тканях и действуя продолжительное время.

Поэтому особенно актуален электрофорез для детей, т.к. дает возможность местно использовать лекарства, которые в раннем детском возрасте нельзя применять другими способами. При этом лекарство вводится в наиболее химически активной форме — в виде ионов – и не разрушается, как например, при введении через рот. При проведении электрофореза электрический ток благоприятно влияет на реактивность и иммунобиологический статус тканей.

Этот метод применяется применяется с самого раннего возраста — например, электрофорез для грудничков используется уже спустя 3-6 недель после рождения. Для детей до года при этой процедуре в качестве лекарственного вещества часто используется эуфиллин как средство, снимающее тонус гладкой мускулатуры и улучшающее кровообращение (в основном, проводится электрофорез на воротниковую зону).

В целом выбор зоны проведения электрофорез зависит от заболевания: так, электрофорез воротниковой зоны проводится при заболеваниях нервной или сосудистой системы, электрофорез конечностей — при заболеваниях суставов, электрофорез поясничной зоны — при гинекологических заболеваниях и т.п.

Вернуться на страницу:


Остались вопросы?

 

Электрофорез. Где пройти лечение электрофорезом в Москве

Электрофорез

Электрофорез – это физиотерапевтическая процедура, обеспечивающая лечебный эффект с помощью сочетания локального воздействия постоянного электрического тока и лекарственных препаратов, вводимых при помощи тока. Под воздействием электрического поля лекарство в виде заряженных частиц (ионов) проникает в кожу через устья сальных и потовых желёз, волосяные фолликулы и межклеточные промежутки. Основная часть введенного лекарства остаётся в области, подвергаемой воздействию, некоторая часть с током крови и лимфы разносится по всему организму.

Электрофорез имеет широкую сферу применения. С помощью электрофореза может вводиться достаточно широкий перечень лекарственных препаратов. Данный вид физиотерапии используется в лечении многих заболеваний. Обычно курс состоит из 10 сеансов электрофореза, проводимых ежедневно или через день. Продолжительность одного сеанса — 10-15 минут.

Если вы ищете, где пройти лечение электрофорезом в Москве, обратитесь в АО «Семейный доктор». Оплатив весь курс процедур сразу, вы получаете скидку на последнюю процедуру. При единовременной оплате 5-ти процедур скидка на последнюю составит 50%, при оплате 7-ми — 70%. При оплате 10-ти процедур электрофореза последняя будет для вас бесплатной

Ниже вы можете уточнить стоимость лечения электрофорезом (цену процедуры), а также выбрать поликлинику, находящуюся в наиболее удобном для вас районе Москвы. 

Уважаемые пациенты!
Обращаем Ваше внимание, что стоимость визита к врачу не всегда совпадает с указанной ценой приёма.
Окончательная стоимость приема может включать стоимость дополнительных услуг.
Необходимость оказания таких услуг определяется врачом в зависимости от медицинских показаний непосредственно во время приёма.

Электрофорез в медицинском центре Атлант https://mrcatlant.com

«Элфор-Плюс» аппарат для гальванизации и электрофореза универсальный

Универсальный аппарат для гальванизации и электрофореза «Элфор-Плюс» предназначен для домашнего использования и представляет собой золотую середину между моделями «Элфор» и «Элфором проф». При этом «Элфор-Плюс» может работать с самыми большими электродами – абсолютно без ограничений. Он легко настраивается и позволяет значительно ускорить восстановительные процессы в организме, а также снизить воспаление тканей и мышц. Как в сочетании с лекарственными препаратами, так и без них, «Элфор-Плюс» оказывает мощное лечебное действие и не имеет побочных эффектов, что очень важно для ослабленных больных.

Преимущества

«Элфор-Плюс» не просто позволяет проводить процедуры гальванизации и электрофореза в домашних условиях – он доставляет медикаментозные препараты непосредственно вглубь больного органа или поврежденной ткани. Часто нарушения кровообращения не дают лекарству проникнуть на нужную глубину, тогда как данный аппарат легко справляется с этой задачей. Кроме этого, он работает с медикаментами широкого спектра действия, что делает его еще более универсальным. Использование «Элфор-Плюс» с лекарственной терапией продлевает действие препаратов, поскольку их активные вещества попадают глубоко в ткани в чистом виде и накапливаются там, давая нужный эффект. Широкие электроды позволяют значительно увеличить площадь обрабатываемого больного участка, благотворно влияя не только на нужную точку, но и на ткани вокруг нее. При этом выделительная система в виде почек и печени совершенно не перенагружается, что тоже очень важно для людей с заболеваниями данных органов. Сама же процедура полностью безболезненна.  

Показания

«Элфор-Плюс» показан к применению при заболеваниях и повреждениях опорно-двигательного аппарата, различных патологиях суставов и мышц, нарушениях мозгового и периферического кровообращения, заболеваниях сердечно-сосудистой системы и болезнях ЦНС. Также аппарат эффективен при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, патологиях органов дыхательной системы, дерматологических проблемах, заболеваниях зрительного и челюстно-лицевого аппарата.

Противопоказания

Гальванизация и электрофорез с использованием аппарата «Элфор-Плюс» не проводятся при наличии острой стадии инфекционного или воспалительного процесса, лихорадочном состоянии, гипертермии, склонности к кровотечениям, активной формы туберкулеза, злокачественных опухолей, системных заболеваний крови, кардиостимулятора и индивидуальной непереносимости тока.


Что такое гель-электрофорез? | Факты

Электрофорез — это метод, обычно используемый в лаборатории для разделения заряженных молекул, таких как ДНК, по размеру.

  • Гель-электрофорез — это метод, обычно используемый в лабораториях для разделения заряженных молекул, таких как ДНК, РНК и белки, в зависимости от их размера.
  • Заряженные молекулы движутся через гель, когда через него пропускают электрический ток.
  • Электрический ток пропускается через гель, так что один конец геля имеет положительный заряд, а другой конец — отрицательный.
  • Движение заряженных молекул называется миграцией. Молекулы движутся навстречу противоположному заряду. Таким образом, молекула с отрицательным зарядом будет притягиваться к положительному концу (противоположности притягиваются!).
  • Гель состоит из проницаемой матрицы, немного похожей на сито, через которую молекулы могут перемещаться при прохождении электрического тока.
  • Более мелкие молекулы мигрируют через гель быстрее и, следовательно, перемещаются дальше, чем более крупные фрагменты, которые мигрируют медленнее и, следовательно, будут перемещаться на меньшее расстояние.В результате молекулы разделяются по размеру.

Гель-электрофорез и ДНК

  • Электрофорез позволяет различать фрагменты ДНК разной длины.
  • ДНК заряжена отрицательно, поэтому при приложении электрического тока к гелю ДНК будет перемещаться к положительно заряженному электроду.
  • Более короткие нити ДНК проходят через гель быстрее, чем более длинные нити, в результате чего фрагменты располагаются по размеру.
  • Использование красителей, флуоресцентных меток или радиоактивных меток позволяет увидеть ДНК на геле после их разделения. Они появятся на геле в виде полос.
  • Маркер ДНК с фрагментами известной длины обычно пропускается через гель одновременно с образцами.
  • Сравнивая полосы образцов ДНК с полосами маркера ДНК, вы можете определить приблизительную длину фрагментов ДНК в образцах.

Как проводится гель-электрофорез?

Подготовка геля

  • Гели агарозы обычно используются для визуализации фрагментов ДНК.Концентрация агарозы, используемой для приготовления геля, зависит от размера фрагментов ДНК, с которыми вы работаете.
  • Чем выше концентрация агарозы, тем плотнее матрица и наоборот. Меньшие фрагменты ДНК разделяются при более высоких концентрациях агарозы, в то время как более крупные молекулы требуют более низкой концентрации агарозы.
  • Для получения геля порошок агарозы смешивают с буфером для электрофореза и нагревают до высокой температуры до тех пор, пока весь порошок агарозы не расплавится.
  • Затем расплавленный гель выливают в лоток для отливки геля, и на одном конце помещают «гребешок», чтобы сделать лунки для образца, в который будет добавлена ​​пипетка.
  • Когда гель остынет и затвердеет (теперь он будет непрозрачным, а не прозрачным), гребешок удаляется.
  • Сейчас многие люди используют готовые гели.
  • Затем гель помещают в емкость для электрофореза, и буфер для электрофореза наливают в емкость до тех пор, пока поверхность геля не будет покрыта. Буфер проводит электрический ток.Тип используемого буфера зависит от приблизительного размера фрагментов ДНК в образце.

Подготовка ДНК к электрофорезу

  • Краситель добавляется к образцу ДНК перед электрофорезом, чтобы увеличить вязкость образца, что предотвратит его выплытие из лунок и так, чтобы миграция образца через гель видно.
  • Маркер ДНК (также известный как стандарт размера или лестница ДНК) загружается в первую лунку геля.Фрагменты в маркере имеют известную длину, поэтому их можно использовать для приблизительного определения размера фрагментов в образцах.
  • Подготовленные образцы ДНК затем переносятся в оставшиеся лунки геля.
  • Когда это будет сделано, крышка помещается на резервуар для электрофореза, проверяя правильность ориентации геля, положительного и отрицательного электродов (мы хотим, чтобы ДНК перемещалась через гель к положительному концу).

Разделение фрагментов

  • Затем включается электрический ток, так что отрицательно заряженная ДНК перемещается через гель к положительной стороне геля.
  • Более короткие участки ДНК перемещаются быстрее, чем более длинные, поэтому перемещайтесь дальше во время прохождения тока.
  • Расстояние, на которое ДНК мигрировала в геле, можно оценить визуально, отслеживая миграцию красителя загрузочного буфера.
  • Электрический ток остается включенным достаточно долго, чтобы гарантировать, что фрагменты ДНК перемещаются по гелю достаточно далеко, чтобы разделить их, но не настолько долго, чтобы они стекали с конца геля.

Иллюстрация оборудования для электрофореза ДНК, используемого для разделения фрагментов ДНК по размеру.Гель находится в резервуаре с буфером. Образцы ДНК помещают в лунки на одном конце геля, и через гель пропускают электрический ток. Отрицательно заряженная ДНК движется к положительному электроду. Изображение предоставлено: Genome Research Limited

Визуализация результатов

  • После того, как ДНК прошла достаточно далеко по гелю, электрический ток отключается, и гель удаляется из емкости для электрофореза.
  • Для визуализации ДНК гель окрашивают флуоресцентным красителем, который связывается с ДНК, и помещают на ультрафиолетовый трансиллюминатор, который показывает окрашенную ДНК в виде ярких полос.
  • В качестве альтернативы краситель можно смешать с гелем перед его заливкой.
  • Если гель растекся правильно, будет видна полосатая структура маркера ДНК / стандарта размера.
  • Затем можно оценить размер ДНК в вашем образце, представив горизонтальную линию, проходящую поперек полос маркера ДНК. Затем вы можете оценить размер ДНК в образце, сопоставив их с ближайшей полосой в маркере.

Иллюстрация, показывающая полосы ДНК, разделенные на геле.Длина фрагментов ДНК сравнивается с маркером, содержащим фрагменты известной длины. Изображение предоставлено: Genome Research Limited

Эта страница последний раз обновлялась 21.07.2021

Что такое электрофорез? | Кливер Научный

Электрофорез — это электрокинетический процесс, при котором заряженные частицы в жидкости разделяются с помощью поля электрического заряда. Это наиболее часто используется в науках о жизни для разделения молекул белка или ДНК и может быть достигнуто с помощью нескольких различных процедур в зависимости от типа и размера молекул.Процедуры в чем-то различаются, но все они нуждаются в источнике электрического заряда, поддерживающей среде и буферном растворе. Электрофорез используется в лабораториях для разделения молекул по размеру, плотности и чистоте.

Как это работает?

К молекулам приложено электрическое поле, и, поскольку они сами электрически заряжены, на них действует сила. Чем больше заряд молекулы, тем больше сила, приложенная электрическим полем, и, следовательно, тем дальше через поддерживающую среду молекула будет двигаться относительно своей массы.

Некоторые примеры применения электрофореза включают анализ ДНК и РНК, а также электрофорез белков, который представляет собой медицинскую процедуру, используемую для анализа и разделения молекул, обнаруженных в образце жидкости (чаще всего в образцах крови и мочи).

Виды электрофореза

В качестве поддерживающей среды для электрофореза обычно используются различные типы гелей, и они могут иметь форму пластин или пробирок, в зависимости от того, что более выгодно. Гелевые пластины позволяют одновременно обрабатывать множество образцов и поэтому часто используются в лабораториях.Однако гели для пробирок дают лучшее разрешение результатов, поэтому их часто выбирают для электрофореза белков.

Агарозный гель обычно используется для электрофореза ДНК. Он имеет крупнопористую структуру, позволяющую более крупным молекулам легко перемещаться, но он не подходит для секвенирования более мелких молекул.

Электрофорез в полиакриламидном геле (PAGE) имеет более четкое разрешение, чем в агарозном геле, что делает его более подходящим для количественного анализа. Это позволяет определить, как белки связываются с ДНК.Его также можно использовать для понимания того, как бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам с помощью анализа плазмид.

2D-электрофорез разделяет молекулы по оси x и оси y: одна разделяет их по заряду, а другая — по размеру.

Электрофорез — обзор | ScienceDirect Topics

Принципы

Электрофорез — это общий термин, который описывает миграцию и разделение заряженных частиц (ионов) под действием электрического поля.Электрофоретическая система состоит из двух электродов с противоположным зарядом (анод, катод), соединенных проводящей средой, называемой электролитом. Эффект разделения на ионные частицы возникает из-за разницы в их скорости ( v ), которая является произведением подвижности частицы ( м ) и напряженности поля ( E ):

1v = mE.

Подвижность ( м ) ионной частицы определяется размером частицы, формой и зарядом, а также температурой во время разделения и является постоянной при определенных электрофоретических условиях.

Электрофоретические условия характеризуются электрическими параметрами (ток, напряжение, мощность) и такими факторами, как ионная сила, значение pH, вязкость, размер пор и т. Д., Которые описывают среду, в которой движутся частицы.

Отвод тепла, образующегося при прохождении электрического тока, является одной из основных проблем в большинстве форм электрофореза. Любая разница температур вызывает изменения в скорости миграции через среду, что приводит к искажению полос разделенных молекул.Ясно, что было бы идеально, если бы электрофоретические анализы можно было проводить при постоянной температуре.

Различные режимы разделения и их основные характеристики приведены в таблице 1; более подробное обсуждение следует в следующих разделах.

Таблица 1. Режимы электрофореза и основные характеристики систем

Гелевый электролит — Science Learning Hub

Гель-электрофорез используется для разделения макромолекул, таких как ДНК, РНК и белки.Фрагменты ДНК разделяются по размеру. Белки можно разделить по размеру и заряду (разные белки имеют разные заряды).

Как разделяются фрагменты ДНК с помощью гель-электрофореза?

Раствор молекул ДНК помещается в гель. Поскольку каждая молекула ДНК заряжена отрицательно, ее можно протянуть через гель электрическим полем. Небольшие молекулы ДНК движутся через гель быстрее, чем более крупные молекулы ДНК.

В результате получается серия «полос», каждая из которых содержит молекулы ДНК определенного размера.Полосы, наиболее удаленные от начала геля, содержат мельчайшие фрагменты ДНК. Ближайшие к началу геля полосы содержат наиболее крупные фрагменты ДНК.

Когда гель-электрофорез используется для разделения фрагментов ДНК?

Гель-электрофорез может использоваться для различных целей, например:

Когда гель-электрофорез используется для разделения белков?

Благодаря телешоу, таким как CSI, многие люди знакомы с использованием гель-электрофореза для разделения макромолекул, таких как ДНК.Однако гель-электрофорез также можно использовать для разделения белков.

Различные белки имеют разные размеры, в основном из-за количества аминокислотных строительных блоков в их структуре. Химические модификации, связанные с белком, также влияют на его размер. У разных белков также разные заряды. Это может быть результатом как типов аминокислот, используемых для их создания, так и типов модификаций, присоединенных к ним.

Для получения различной информации используются разные типы гелей для электрофореза.Поэтому тип геля, который вы выбираете, зависит от типа вопроса, который вы задаете.

Разделение по размеру

Обычно гели, изготовленные из полиакриламида, используются для разделения белков на основе их различных размеров. Обычно белки сначала обрабатывают теплом и химическим веществом, называемым SDS, чтобы распутать белок. SDS — это детергент, который придает всем белкам одинаковый общий отрицательный заряд, поэтому при приложении электрического тока к гелю разделение происходит только из-за размера белка.Этот метод называется SDS-PAGE (электрофорез в SDS-полиакриламидном геле).

Небольшие белковые молекулы проходят через гель быстрее, чем более крупные белки, что приводит к появлению серии «полос». Каждая полоса содержит белок определенного размера. Их можно сравнить со стандартами известных размеров.

Гель SDS-PAGE использовался для разделения белков по размеру. Образцы крови различных видов акул. Первая полоса содержит маркеры известных размеров. Крупные белки находятся наверху геля, а мелкие — внизу.

Этот метод может использоваться для многих целей, включая очистку определенного белка, например, для выделения фермента для пищевой промышленности.

Зарядка и разделение pH

Изоэлектрическое фокусирование (IEF) и электрофорез в агарозном геле — это два способа разделения белков с помощью их различных электрических зарядов. В отличие от SDS-PAGE, белки обычно сохраняются в своем нативном (свернутом) состоянии. Тип используемого геля и раствор вокруг геля также различаются.

При электрофорезе в агарозном геле белки загружают в середину лунки. Белки с сильным отрицательным зарядом быстрее всего движутся к положительной стороне геля, тогда как положительно заряженные белки движутся в противоположном направлении.

Этот метод может использоваться для разделения белков с одинаковой молекулярной массой, но с разными зарядами, или когда размер не важен (например, для изучения изменений в присутствии разных белков во время развития заболевания).

Двумерный электрофорез

В наши дни разделение заряда (IEF) и размера (SDS-PAGE) часто используется вместе в двумерном электрофорезе, где сначала используется разделение зарядов, а затем эти разделенные белки разделяются на основе по размеру.

Это очень эффективный метод идентификации конкретного белка из ткани, которая может содержать тысячи белков и где могут быть только небольшие различия между контрольными и обработанными образцами (например,грамм. искать белок, участвующий в устойчивости растений к хищничеству насекомых).

Что включает в себя гель-электрофорез?

Гель-электрофорез — широко используемый метод в лабораториях медико-биологических наук для разделения макромолекул, таких как ДНК, РНК и белки. В этом методе молекулы разделяются на основе их размера и электрического заряда. Гель-электрофорез обычно проводится в лабораториях для анализа образцов ДНК, РНК или белков из различных источников.

Загрузка образцов ДНК в агарозный гель для электрофореза — изображение Авторские права: научное фото, идентификатор изображения: 214331152 через Shutterstock.com

Принципы гель-электрофореза

Метод гель-электрофореза использует разницу в размере и заряде разных молекул в образце. Разделительный образец ДНК или белка наносят на пористый гель, помещенный в ионную буферную среду. При приложении электрического заряда каждая молекула, имеющая разный размер и заряд, будет двигаться через гель с разной скоростью.

Пористый гель, используемый в этой методике, действует как молекулярное сито, отделяющее более крупные молекулы от более мелких.Молекулы меньшего размера перемещаются по гелю быстрее, а более объемные остаются. Подвижность частиц также контролируется их индивидуальным электрическим зарядом. Два противоположно заряженных электрода, которые являются частью системы, притягивают молекулы к себе в зависимости от их заряда.

Демонстрация лаборатории гель-электрофореза ДНК Play

Как это работает?

Гель, используемый при гель-электрофорезе, обычно изготавливается из материала, называемого агарозой, который представляет собой гелеобразное вещество, экстрагированное из морских водорослей.Этот пористый гель можно использовать для разделения макромолекул самых разных размеров. Гель погружают в солевой буферный раствор в камере для электрофореза. Трис-борат-ЭДТА (ТВЭ) обычно используется в качестве буфера. Его основная функция — контролировать pH системы. Камера имеет два электрода — один положительный, а другой отрицательный — на двух концах.

Образцы, которые необходимо проанализировать, затем загружают в крошечные лунки геля с помощью пипетки. По завершении загрузки подается электрический ток 50–150 В.Теперь заряженные молекулы, присутствующие в образце, начинают мигрировать через гель к электродам. Отрицательно заряженные молекулы движутся к положительному электроду, а положительно заряженные молекулы — к отрицательному.

Скорость, с которой каждая молекула проходит через гель, называется ее электрофоретической подвижностью и определяется в основном ее чистым зарядом и размером. Сильно заряженные молекулы движутся быстрее, чем слабо заряженные. Меньшие молекулы бегут быстрее, оставляя большие позади.Таким образом, сильный заряд и малый размер увеличивают электрофоретическую подвижность молекулы, тогда как слабый заряд и большой размер уменьшают подвижность молекулы. Когда все молекулы в образце имеют одинаковый размер, разделение будет основываться исключительно на их размере.

После завершения разделения гель окрашивают красителем, чтобы выявить полосы разделения. Бромид этидия — флуоресцентный краситель, обычно используемый в гель-электрофорезе. Гель замачивают в разбавленном растворе бромистого этидия, а затем помещают в УФ-трансиллюминатор для визуализации разделительных полос.

Полосы немедленно исследуются или фотографируются для дальнейшего использования, поскольку со временем они будут диффундировать в гель. Краситель также может быть загружен в гель заранее, чтобы отслеживать миграцию молекул по мере того, как это происходит.

Применение гель-электрофореза

Гель-электрофорез широко используется в лабораториях молекулярной биологии и биохимии в таких областях, как судебная медицина, консервативная биология и медицина.

Некоторые ключевые области применения этой техники перечислены ниже:

  • В отделении фрагментов ДНК для дактилоскопии ДНК для расследования места преступления
  • Для анализа результатов полимеразной цепной реакции
  • Для анализа генов, связанных с определенным заболеванием
  • В профилировании ДНК для таксономических исследований для различения различных видов
  • При тестировании на отцовство с помощью снятия отпечатков пальцев ДНК
  • При изучении структуры и функции белков
  • В анализе устойчивости к антибиотикам
  • Блоттинг для анализа макромолекул
  • При изучении эволюционных взаимоотношений путем анализа генетического сходства популяций или видов

Молекулярная биология Играть

Список литературы

Дополнительная литература

8.3: Электрофорез — Биология LibreTexts

Электрофорез использует электрическое поле, приложенное к гелевой матрице, для разделения больших молекул, таких как ДНК, РНК и белки, по заряду и размеру. Образцы загружаются в лунки гелевой матрицы, которая может разделять молекулы по размеру, и к гелю прикладывается электрическое поле. Это поле заставляет отрицательно заряженные молекулы двигаться к положительному электроду. Сама гелевая матрица действует как сито, через которое самые маленькие молекулы проходят быстро, а более длинные молекулы движутся медленнее.

Для ДНК и РНК сортировка молекул по размеру таким способом тривиальна из-за однородного отрицательного заряда на фосфатном скелете. Для белков, которые различаются по своему заряду, необходимо использовать хитрый трюк, чтобы сделать их похожими на нуклеиновые кислоты — см. Электрофорез в полиакриламидном геле (PAGE) ниже. У разных видов гелей разный размер пор. Как и сита с более мелкими или крупными ячейками, одни гели лучше справляются с разделением более мелких молекул, а другие — с более крупными.Гель-электрофорез может использоваться как препаративный метод (то есть при очистке белков или нуклеиновых кислот), но чаще всего он используется как аналитический инструмент.

Электрофорез в агарозном геле

Электрофорез в агарозном геле — это метод, используемый для разделения нуклеиновых кислот в первую очередь по размеру. Агароза — это полисахарид, полученный из морских водорослей (рис. 8.11). Его можно растворить в кипящем буфере и вылить в поддон, где он остынет (рис. 8.12), образуя пластину. Гели агарозы наливают с помощью расчески, чтобы сделать лунки, в которые помещают образцы ДНК или РНК после затвердевания геля.Гель погружают в буфер, и через пластину пропускают ток. Двухцепочечная ДНК имеет однородный отрицательный заряд, который не зависит от состава последовательности молекулы. Следовательно, если фрагменты ДНК поместить в электрическое поле, они будут мигрировать от катода (-) к аноду (+). Скорость миграции напрямую зависит от способности каждой молекулы ДНК перемещаться через просеивающий гель. Матрица агарозы обеспечивает отверстия для движения макромолекул.Самым крупным макромолекулам труднее всего перемещаться по гелю, тогда как самые маленькие макромолекулы проходят через него быстрее всего.


Рисунок 8.11 — Структура полисахарида агарозы. Википедия

Поскольку электрофорез использует электрический ток в качестве силы для движения молекул через матрицу, разделяемые молекулы должны быть заряжены. Поскольку отношение размера к заряду для ДНК и РНК постоянно для всех размеров этих нуклеиновых кислот, молекулы просто сортируются на основе их размера — наименьшие перемещаются быстрее, а наибольшие — медленнее.

Все фрагменты заданного размера будут перемещаться по гелю на одинаковое расстояние, образуя так называемые «полосы» на геле. Визуализация фрагментов ДНК в геле становится возможной благодаря добавлению красителя, такого как бромид этидия, который интеркалирует между основаниями и флуоресцирует при просмотре в ультрафиолетовом свете (рис. 8.13). можно определить размеры фрагментов ДНК в образце. Полезно отметить, что по соглашению фрагменты ДНК описываются не их молекулярными массами (в отличие от белков), а их длиной в парах оснований (bp) или килобазах (kb).

Рисунок 8.12 — Разделение ДНК электрофорезом в агарозном геле — оранжевые полосы — это фрагменты ДНК. Wikipedia


Рисунок 8.13 — Полосы ДНК, визуализированные при окрашивании бромидом этидия. Википедия

Электрофорез в полиакриламидном геле (СТРАНИЦА)

Подобно ДНК и РНК, белки представляют собой большие макромолекулы, но в отличие от нуклеиновых кислот белки не обязательно имеют отрицательный заряд. Заряд каждого белка зависит от его уникальной аминокислотной последовательности. Таким образом, белки в смеси не обязательно будут все двигаться к аноду.

Кроме того, в то время как двухцепочечная ДНК имеет форму палочки, большинство белков глобулярны (свернуты). Кроме того, белки значительно меньше нуклеиновых кислот, поэтому отверстия в матрице агарозного геля просто слишком велики для эффективного разделения. Следовательно, неизмененные (нативные) белки не очень перспективны для электрофореза на агарозных гелях. Чтобы разделить белки по массе с помощью электрофореза, необходимо внести несколько модификаций.

Гелевая матрица

Во-первых, используется матрица, полученная путем полимеризации и сшивания акриламидных звеньев.Мономерный акриламид (рис. 8.14) полимеризуется, и полимеры сшиваются с использованием N, N’-метилен-бисакриламида (рис. 8.15), чтобы создать сетчатую структуру. Размер отверстий матрицы / сетки можно легко регулировать, изменяя процентное содержание акриламида в реакции. Более высокий процент акриламида дает меньшие отверстия и более эффективен для разделения более мелких молекул, тогда как более низкий процент акриламида используется при разделении смесей более крупных молекул. (Примечание: полиакриламидные гели также используются для разделения небольших фрагментов нуклеиновых кислот, при этом некоторые акриламидные гели способны разделять фрагменты ДНК, которые отличаются по длине всего на один нуклеотид.)

Рисунок 8.14 — Акриламидный мономер. Википедия


Рисунок 8.15 — N, N’-Метиленбисакриламид — сшивающий реагент акриламида. Википедия

Изменение заряда по SDS

Второе соображение заключается в том, что белки должны быть физически изменены, чтобы «представить» себя матрице, как отрицательно заряженные стержни ДНК. Это достигается обработкой белков анионным детергентом, SDS (додецилсульфатом натрия). SDS денатурирует белки, так что они принимают стержнеобразную форму, а молекулы SDS покрывают белки таким образом, что внешняя поверхность нагружается отрицательными зарядами, маскируя исходные заряды на белках и делая заряд на белках более пропорциональным их массе. как основа ДНК.

Поскольку белки обычно имеют дисульфидные связи, которые не позволяют им полностью разворачиваться в детергенте, образцы кипятят с меркаптоэтанолом, чтобы разорвать дисульфидные связи и убедиться, что белки имеют как можно более стержневидную форму в SDS. Такие реагенты, как меркаптоэтанол (а также дитиотреитол), представляют собой сульфгидрилсодержащие реагенты, которые окисляются, поскольку они восстанавливают дисульфидные связи в других молекулах (см. Рис. 8.16)

Рисунок 8.16 — Восстановление дисульфидных связей дитиотреитолом.Википедия

Гель для укладки

Третье соображение заключается в том, что «укладывающийся гель» может быть использован в верхней части полиакриламидного геля, чтобы обеспечить способ сжатия образцов в плотную полосу до того, как они попадут в основной полиакриламидный гель (называемый разделяющим гелем). Подобно тому, как фрагменты ДНК при электрофорезе в агарозном геле сортируются по размеру (наибольшее движение — самое медленное, а наименьшее — самое быстрое), белки мигрируют через матрицу геля со скоростью, обратно пропорциональной их размеру.По завершении электрофореза белки можно визуализировать путем окрашивания соединениями, которые связываются с белками, такими как кумасси бриллиантовый синий (рис. 8.17) или нитрат серебра.

Рис. 8.17. Два геля для SDS-PAGE. Белки представляют собой синие полосы (окрашенные кумасси синим). Википедия

Неденатурирующий гель-электрофорез

Метод SDS_PAGE, описанный выше, является наиболее распространенным методом, используемым для электрофоретического разделения белков.Однако в некоторых ситуациях белки могут быть разделены на так называемых «нативных» гелях в отсутствие SDS. В этих условиях на движение белков через гель будет влиять не только их масса, но и их заряд при рН геля. Белки в комплексе с другими молекулами могут перемещаться как единое целое, что позволяет изолировать партнеров связывания интересующих белков.

Изоэлектрическая фокусировка

Белки значительно различаются по своему заряду и, следовательно, по значению pI (pH, при котором их заряд равен нулю).Это можно использовать для разделения белков в смеси. Разделение белков с помощью изоэлектрического фокусирования требует установления градиента pH в пробирке, содержащей матрицу акриламидного геля. Размер пор геля регулируется так, чтобы он был большим, чтобы уменьшить эффект просеивания в зависимости от размера. Подлежащие разделению молекулы наносят на гель, содержащий градиент pH, и прикладывают электрическое поле. В этих условиях белки будут двигаться в соответствии со своим зарядом.

Положительно заряженные молекулы, например, движутся к отрицательному электроду, но поскольку они движутся через градиент pH, проходя через него, они достигают области, где их заряд равен нулю, и в этот момент они перестают двигаться.В этой точке они не притягиваются ни к положительному, ни к отрицательному электроду и, таким образом, «сфокусированы» на своей точке pI (рис. 8.18). Используя изоэлектрическое фокусирование, можно разделить белки, значения pI которых отличаются всего на 0,01 единицы.

Рисунок 8.18 — Изоэлектрическая фокусировка: A. В начале пробега; Б. в конце цикла

2D гель-электрофорез

И SDS-PAGE, и изоэлектрическая фокусировка являются мощными методами, но умная комбинация этих двух является мощным инструментом протеомики — науки об одновременном изучении всех белков клетки / ткани.При 2-мерном гель-электрофорезе сначала готовят лизат из представляющих интерес клеток. Белки в лизате разделяются сначала по их pI с помощью изоэлектрического фокусирования, а затем по размеру с помощью SDS-PAGE.

Рисунок 8.19 — Схема для проведения 2-D гель-анализа. Изображение Aleia Kim

Смесь белков сначала наносится на пробирку или полоску (рис. 8.19, этап 1), где выполняется изоэлектрическое фокусирование для разделения белков по их значениям pI (этап 2). Затем, как показано на рисунке, гель, содержащий белки, разделенные их pI, переворачивают на бок и наносят на верхнюю часть полиакриламидной пластины для SDS-PAGE для разделения в зависимости от размера (этап 3).Белки в матрице изоэлектрической фокусировки подвергаются электрофорезу в полиакриламидном геле и разделяются по размеру. Продукт этого анализа представляет собой двумерный гель, как показано на рисунке 8.20. Сила двумерного гель-электрофореза заключается в том, что практически каждый белок в клетке может быть отделен и появится на геле в виде пятна, определяемого его уникальным размером и размером. Пи. На рисунке точки в левом верхнем углу соответствуют большим положительно заряженным белкам, а точки в правом нижнем углу — небольшим отрицательно заряженным.Каждое пятно на 2-мерном геле можно элюировать и идентифицировать с помощью высокопроизводительной масс-спектрометрии. Это особенно эффективно, когда сравнивают белковые профили между разными тканями или между контрольными и обработанными образцами одной и той же ткани.


Рисунок 8.20 — Результат разделения с помощью 2-мерного гель-электрофореза. Википедия

Сравнение белковых профилей

Сравнение двухмерных гелей белков из незлокачественной ткани и белков из раковой ткани того же типа обеспечивает быструю идентификацию белков, уровень экспрессии которых различается между ними.Подобная информация может быть полезна при разработке методов лечения или для понимания механизма (ов) развития рака.

Биология — электрофорез — Бирмингемский университет

Электрофорез и хроматография являются формами молекулярного просеивания. Это невероятно полезные и широко используемые инструменты, которые позволяют исследователям разделять сложные предметы на идентифицируемые части.

В чем разница между хроматографией и электрофорезом?

Скорее всего, вы проведете эксперимент по тонкослойной / бумажной хроматографии или электрофорез во время прохождения уровня A, а не то и другое вместе, поэтому может быть полезно узнать разницу между ними, а также их сходство.В обоих этих методах используются вещества, которые действуют как сита для разделения смесей, и на самом деле электрофорез — это просто особая форма хроматографии. Есть много других форм хроматографии, используемых в исследованиях, включая газовую хроматографию и аффинную хроматографию. Во всех этих формах хроматография использует разницу между подвижной и неподвижной фазами. Подвижная фаза — это вещество, которое может перемещаться через неподвижную фазу, позволяя нашей смеси образцов перемещаться вместе с ней.Стационарная, или адсорбирующая, фаза — это вещество, которое поглощает частицы исследуемой смеси, проходящие через нее. Степень перемещения частей образца позволяет идентифицировать составляющие его части, а вариации между схемами разделения смесей образцов позволяют нам определять различия между образцами.

Как в тонкослойной, так и в бумажной хроматографии используется подвижная фаза растворителя, которая превращается в неподвижную фазу за счет капиллярного действия. Самая большая разница между этими методами — разные стационарные фазы.Стационарная фаза в тонкослойной хроматографии (ТСХ) часто представляет собой силикагель или целлюлозу на инертном субстрате. Тип используемой подвижной фазы и легкость, с которой образец может связываться с неподвижной фазой, будут определять создаваемый паттерн. Например, пластина силикагеля очень полярна, а это означает, что сильно полярные молекулы в вашем образце будут двигаться меньше до связывания с неподвижной фазой, чем менее полярные. Обычно для разделения пигментов в холофилле используют пластину силикагеля и неполярный растворитель, поскольку растворитель позволяет разделять пигменты в зависимости от их полярности.

Использование ТСХ по сравнению с бумагой дает преимущества в зависимости от используемого образца. Возможно, удастся провести ТСХ быстрее, чем бумажную хроматографию, и с большим количеством образцов на той же бумаге, поскольку зоны распределения часто меньше. Это также может облегчить выполнение двусторонней хроматографии. Меньшие зоны распространения также улучшают чувствительность обнаружения, если вы пытаетесь определить, из чего сделаны ваши пятна, а пластины для ТСХ часто более термостойкие, что позволяет вам легче образовывать пятна на пластине, и могут быть более устойчивыми к использованию. сильных растворителей в подвижной фазе.

Гель-электрофорез обычно используется для анализа ДНК. Существует множество способов подготовки образцов ДНК до их обработки на геле для электрофореза, хотя, поскольку может присутствовать только одна или несколько копий интересующего гена или фрагмента ДНК, образец обычно необходимо амплифицировать с помощью Процесс называется полимеразной цепной реакцией (ПЦР). ПЦР может генерировать тысячи или даже миллионы копий вашего образца с помощью термоциклирования ДНК с помощью фермента ДНК-полимеразы.Этот фермент делает копии ДНК, а затем копии копий, поэтому количество образцов ДНК увеличивается экспоненциально за относительно короткий период времени, что значительно упрощает их визуализацию.

Когда образцы ДНК готовы, их можно поместить в небольшие лунки в агарозном геле, в резервуар, такой как тот, что изображен выше. Резервуар заполнен буферным раствором, позволяющим пропускать электрический ток, протягивая электрически заряженные частицы ДНК через агарозный гель. Размер последовательности ДНК будет определять, как быстро она движется через гель, что означает, что участки ДНК могут быть разделены по размеру.Это позволяет нам увидеть, например, присутствие гена, который был вставлен в генетически модифицированный организм, которого нет в организме дикого типа.

Как исследователи используют эти методы?

Как можно использовать хроматографию и электрофорез для анализа ДНК?

Что такое CRISPR?

CRISPR (Кластерные короткие палиндромные повторы с регулярными интервалами) — это короткие участки повторяющейся ДНК, которые можно найти в прокариотических организмах, таких как бактерии.Их открытие было сочтено необычным, потому что прокариоты имеют сравнительно небольшие, компактные геномы, без значительной части некодирующей ДНК (иногда и ошибочно называемой мусорной ДНК), обнаруженной у эукариот. Было обнаружено, что последовательности ДНК между этими повторами на самом деле точно соответствуют вирусной ДНК, а это означает, что CRISPR на самом деле является формой приобретенной системы защиты прокариот от вирусов. Бактерии способны распознавать вирусную ДНК с помощью белков, ассоциированных с CRISPR (Cas), и если она вступает в контакт с этой последовательностью ДНК, белок Cas немедленно ее разрезает и разрушает.

CRISPR очень полезен для бактерий, так как они могут распознавать вирусы и бороться с ними, но ученые быстро поняли, что эту систему можно использовать как способ целенаправленного редактирования генов. Это огромное преимущество перед традиционными методами генетической модификации, поскольку предыдущие методы редактирования были гораздо менее точными. Вероятность того, что ген, который вы пытались вставить или удалить из генома, точно найти нужное место в геноме, была гораздо ниже, что делало его более дорогостоящим и трудоемким для успешного выполнения.CRISPR, похоже, также работает с прокариотическими и эукариотическими организмами, поэтому его потенциальные применения огромны.

CRISPR имеет важные медицинские приложения. Появляются новые методы лечения CRISPR для таких заболеваний, как рак, при которых гены, которые способствуют неконтролируемому делению клеток, могут быть заменены на те, которые вместо этого вызывают гибель клеток — и эта идея уже доказала свою эффективность на мышах. Любое заболевание с генетическим компонентом потенциально можно лечить с помощью CRISPR, хотя редактирование зародышевой линии повлияет на будущие поколения, у которых не будет возможности согласиться на такую ​​процедуру, что противоречит одному из фундаментальных принципов медицинской этики.

Лабораторные признания

Исследователи подкаста In the Laboratory Confessions рассказывают о своем лабораторном опыте в контексте практических экзаменов A Level. В этом выпуске мы рассмотрим разделение биологических соединений с помощью тонкослойной или бумажной хроматографии и использование соответствующих инструментов для записи количественных измерений, таких как колориметр или потометр.

Что означают ваши измерения?

В геле вы должны обработать все свои экспериментальные образцы вместе с маркером размера молекулярной массы, обычно называемым лестницей ДНК.Лестница, обозначенная на изображении как «ELP», позволяет вам определить приблизительную молекулярную массу ваших образцов. Стоит отметить, что молекулярная масса обратно пропорциональна расстоянию, пройденному по гелю, поэтому лестница отмечает логарифмическую шкалу. Возможно, вас интересует только наличие или отсутствие полосы на вашем геле для электрофореза, поэтому добавление лестницы ДНК не является жизненно важным для вашего эксперимента. Тем не менее, при работе с гелем в лаборатории обычно используют лестницу.

Для анализа движения вашего образца в тонкослойной или бумажной хроматографии ключевой момент, который представляет интерес, — это расстояние, на которое перемещаются различные части образца по отношению к общему движению растворителя. Когда хроматографическая пластина готова, очень важно быстро пометить карандашом переднюю поверхность растворителя, чтобы вы могли точно измерить эти расстояния. Расстояние, на которое переместилось пятно, деленное на расстояние, на которое переместился фронт растворителя, называется коэффициентом удерживания или Rf.Значения Rf, которые вы вычисляете, можно сравнить со стандартными значениями (обычно указываются в виде диапазона, хотя вас могут попросить рассчитать свои собственные — они будут варьироваться в зависимости от используемого растворителя и пластины), которые расскажут вам, что содержалось в вашем оригинале. образец.

Следующие шаги …

Эти ссылки предоставлены только для удобства и в информационных целях; они не означают одобрения или одобрения Бирмингемским университетом какой-либо информации, содержащейся на внешнем веб-сайте.Бирмингемский университет не несет ответственности за точность, законность или содержание внешнего сайта или последующих ссылок. Пожалуйста, свяжитесь с внешним сайтом для получения ответов на вопросы относительно его содержания.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2008 - 2021 | Охотники за сердцами
Режим Характеристики
Зональный электрофорез Возможное влияние ионной силы непрерывного действия на системы, с непрерывным действием pH на опорной среде
Изотахофорез Прерывистая система электролита, концентрирующий эффект, миграция с той же скоростью
Изоэлектрическая фокусировка Непрерывная система электролита, стабильный и линейный градиент pH, без эффекта молекулярного просеивания