Kľúčový rozdiel – kapilárna elektroforéza vs gélová elektroforéza
Elektroforéza je technika, ktorá sa používa na separáciu biomolekúl na základe náboja častíc, veľkosti častíc a tvaru častíc. Migrácia molekuly, známa ako elektroforetická mobilita, závisí od typu použitého polyméru/gélu, jeho veľkosti pórov, poskytnutého napätia, doby chodu a pomeru povrchu k objemu. Existujú rôzne typy elektroforéznych techník založených na type použitej biomolekuly. Prvým vynájdeným typom elektroforézy bola papierová elektroforéza, kde sa ako médium na separáciu biomolekúl použil nitrocelulózový papier. Princíp gélovej elektroforézy, kde sa na separáciu biomolekúl použili gély s rôznou veľkosťou pórov, bol vynájdený neskôr. Technika gélovej elektroforézy bola ďalej modifikovaná, aby sa zlepšila presnosť techniky, a jednou z takýchto modifikácií je kapilárna elektroforéza. Kľúčový rozdiel medzi kapilárnou elektroforézou a gélovou elektroforézou je v tom, že gélová elektroforéza sa vykonáva vo vertikálnej alebo horizontálnej rovine pomocou polymérneho gélu štandardnej veľkosti pórov, zatiaľ čo kapilárna elektroforéza sa vykonáva v kapilárnej trubici s polymérnou kvapalinou alebo gélom.
Čo je gélová elektroforéza?
Gélová elektroforéza je technika používaná na separáciu hlavne nukleových kyselín, proteínov alebo aminokyselín na základe ich náboja, veľkosti a tvaru. Táto technika využíva ako separačné médium fyzikálny gél, ktorý je polymérnou látkou. Najčastejšie používané gély sú agaróza (na separáciu nukleových kyselín) a polyakrylamid (na separáciu proteínov). Gélová elektroforetická aparatúra obsahuje misku na odlievanie gélu na prípravu gélu, odlievacie hrebene na prípravu jamiek, vyrovnávaciu nádrž, elektródy – kladné (anóda) a záporné (katóda) a napäťovú jednotku. Molekuly ako DNA alebo RNA, ktoré sú negatívne nabité, sa pohybujú z katódy na anódu a molekuly, ktoré sú nabité kladne, sa pohybujú naopak. Príprava gélu sa vykonáva podľa požiadavky. Ak sa vyžaduje vysoké rozlíšenie alebo separácia molekúl, mal by sa pripraviť gél s vysokou koncentráciou s menšou veľkosťou pórov. Molekuly oddelené na gélovej matrici sa pozorujú po farbení. Oddelené molekuly sa javia ako pásy na gélovej matrici.
Obrázok 01: Gélová elektroforéza
Gélová elektroforéza sa používa v molekulárnej diagnostike, ako je napríklad DNA fingerprinting na určenie prítomnosti konkrétneho fragmentu DNA/RNA alebo proteínu. Gélová elektroforéza tiež určuje čistotu extrahovanej vzorky biomolekuly. Gélová elektroforéza sa vykonáva ako predbežný krok pre in a hybridizáciu a ako potvrdzujúca analýza po sekvenovaní.
Čo je kapilárna elektroforéza?
Kapilárna elektroforéza je modifikácia gélovej elektroforézy, ktorá využíva rovnaký princíp separácie na základe náboja, veľkosti molekuly, ale vykonáva sa v kapilárnej trubici buď s gélovou substanciou alebo s tekutým polymérom. Kapiláry sú pripravené z taveného oxidu kremičitého a každá kapilára má vnútorný priemer 50-100 μm a je 25-100 cm dlhá. Vzorky sa vstrekujú do kapiláry obsahujúcej polymérny materiál a separujú sa oveľa rýchlejšie ako konvenčná gélová elektroforéza. Kapilárny systém je dobre chránený vo vnútri izolačného plášťa, ktorý chráni vzorku pred akoukoľvek kontamináciou. Kapiláry môžu byť naplnené kvapalnými polymérmi, ako je hydroxyetylcelulóza alebo gélmi s vysokým rozlíšením, ako je polyakrylamid. Kapilárna elektroforéza poskytuje väčšie rozlíšenie; preto je separácia presnejšia. Kapilárna elektroforéza využíva automatizovaný detekčný systém prostredníctvom spektrofotometrickej analýzy. Je to spôsobené vyšším pomerom povrchovej plochy k objemu.
Obrázok 02: Kapilárna elektroforéza
Kapilárna elektroforéza sa používa v situáciách, ako napríklad vo forenznej oblasti, kde sa vyžaduje vyššia presnosť a bežne sa nepoužíva, pretože je to nákladná technika.
Aké sú podobnosti medzi kapilárnou elektroforézou a gélovou elektroforézou?
- Separácia molekúl v oboch technikách je založená na náboji a veľkosti molekuly.
- Obe techniky možno použiť na oddelenie nukleových kyselín aj bielkovín.
- Objem vzorky oboch techník je rovnaký.
- Obe techniky používajú vyrovnávaciu pamäť na uľahčenie oddelenia.
Aký je rozdiel medzi kapilárnou elektroforézou a gélovou elektroforézou?
Kapilárna elektroforéza vs gélová elektroforéza |
|
| Kapilárna elektroforéza je technika, ktorá oddeľuje biomolekuly na kapilárnej trubici pomocou kvapalného alebo gélového polymérového média. | Gélová elektroforéza je technika, ktorá oddeľuje biomolekuly vo vertikálnej alebo horizontálnej rovine pomocou polymérneho gélového média. |
| Rozdelenie | |
| Pri kapilárnej elektroforéze sa separácia vykonáva vo vnútri kapiláry. | Pri gélovej elektroforéze sa separácia vykonáva vo vertikálnej alebo horizontálnej rovine. |
| Stredné oddelenie | |
| Pri kapilárnej elektroforéze sa používajú tekuté polyméry ako hydroxyetylcelulóza. | Gély, buď agarózové alebo polyakrylamidové, sa používajú ako médium pri gélovej elektroforéze. |
| Krížové prepojenie | |
| Vysoké rozlíšenie možno získať kapilárnou elektroforézou. | Rozlíšenie je nízke pri gélovej elektroforéze. |
| Pomer plochy k objemu | |
| Pomer povrchu k objemu je pri kapilárnej elektroforéze vysoký. | Pomer povrchu k objemu je pri gélovej elektroforéze nízky. |
| Detekčná technika | |
| Detekcia sa vykonáva pomocou spektrofotometrických automatických detektorov v kapilárnej elektroforéze. | Farbanie a pozorovanie cez UV transiluminátor sa vykonávajú ako detekčné techniky v gélovej elektroforéze. |
Zhrnutie – kapilárna elektroforéza vs gélová elektroforéza
Molekulárna diagnostika hrá vo vedeckom svete významnú úlohu. Identifikácia a purifikácia DNA, RNA a proteínov sú kritickými krokmi v diagnostických postupoch. Elektroforéza je technika, ktorá oddeľuje a identifikuje biomolekuly v gélovej elektroforéze aj v oveľa pokročilejšej kapilárnej gélovej elektroforéze. Gélová elektroforéza sa uskutočňuje vo vertikálnej alebo horizontálnej rovine pomocou polymérneho gélu so štandardnou veľkosťou pórov, zatiaľ čo kapilárna elektroforéza sa uskutočňuje v kapilárnej trubici s polymérnou kvapalinou alebo gélom. Toto je rozdiel medzi kapilárnou elektroforézou a gélovou elektroforézou. Po dokončení techniky elektroforézy sa biomolekuly ďalej spracúvajú, aby sa získali informácie na vyššej úrovni hybridizáciou alebo technikami, ako je odtlačky prstov.
Stiahnuť PDF verziu kapilárnej elektroforézy vs gélovej elektroforézy
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi gélovou elektroforézou a kapilárnou elektroforézou.
