Elektrophorese vs. Elektroosmose
Physikalische Trennmethoden wie Filtern, Destillieren, Säulenchromatographie sind keine einfachen Methoden, wenn es um die Trennung einiger Moleküle geht. Elektrophorese und Elektroosmose sind zwei weitere Trenntechniken, die zur Trennung geladener Teilchen verwendet werden können.
Was ist Elektrophorese?
Elektrophorese ist eine Technik zur Trennung von Molekülen nach ihrer Größe. Grundlegend für diese Trennung ist die Ladung der Moleküle und ihre Fähigkeit, sich in einem elektrischen Feld zu bewegen. Dies ist die häufigste und wichtigste Technik in der Molekularbiologie, um Moleküle, insbesondere DNA und Proteine, zu trennen. Dies wird hauptsächlich verwendet, weil es relativ einfach und kostengünstig ist. Die Apparatur für die Elektrophorese kann etwas kompliziert sein, und ihre Vorbereitung dauert einige Zeit. Aber wir können aus den Dingen, die wir im Labor haben, leicht einen Elektrophoreseapparat bauen. Elektrophoresetechniken können abhängig von unseren Zwecken variieren. Wir können eindimensionale Elektrophorese für die Trennung von DNA oder Protein verwenden. Zweidimensionale Elektrophorese wird verwendet, wenn höher aufgelöste Proben erforderlich sind (wie im Fall des Fingerabdrucks). Als Trägermedium dient ein Gel zur Trennung der Moleküle. Dieses Gel kann als flache Blätter oder in Röhrchen hergestellt werden. Grundlage dieses Verfahrens ist es, Moleküle in Abhängigkeit von ihrer Bewegungsgeschwindigkeit durch ein Gel zu trennen, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Negativ geladene Moleküle wie DNA neigen dazu, sich in diesem elektrischen Feld zum positiven Pol zu bewegen, während positiv geladene Moleküle dazu neigen, sich zum negativen Pol zu bewegen. Bei der Elektrophorese werden zwei Arten von Gelen als Agarose und Polyacrylamid verwendet. Diese beiden haben unterschiedliche Auflösungsvermögen. Das Gel fungiert als Sieb, um die unterschiedlichen Molekülgrößen zu filtern. Als Kraft wirken die im Gel aufgebauten elektrostatischen Ladungen.
Die Trennung hängt von der Beweglichkeit der Ionen ab.
F=fv=ZeE
V=ZeE/ f
F=auf ein Teilchen wirkende Kraft
f=Reibungskoeffizient
V=durchschnittliche Migrationsgeschwindigkeit
Z=Ladung des wandernden Teilchens
e=Elementarladung
E=Stärke des elektrischen Feldes
Die notwendigen Bedingungen für die Elektrophorese sind relativ einfach. Bei der Herstellung des Gels und dem Durchlauf der Probe wird ein Puffer verwendet. Zur Visualisierung werden Markierungen und Farbstoffe verwendet.
Was ist Elektroosmose?
Dies ist der Vorgang, bei dem eine Flüssigkeit mithilfe eines angelegten elektrischen Felds durch ein Material bewegt wird. Die Bewegung kann durch ein poröses Material, entlang einer Kapillare, einer Membran usw. erfolgen. Dies kann als Trenntechnik (insbesondere Kapillar-Elektroosmose) eingesetzt werden. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist linear proportional zum angelegten elektrischen Feld. Sie ist auch abhängig von dem zum Bau des Kanals verwendeten Material und der verwendeten Lösung. An der Grenzfläche haben Lösung und Material entgegengesetzte Ladungen erh alten, was als elektrische Doppelschicht bekannt ist. Wenn ein elektrisches Feld an die Lösung angelegt wird, bewegt sich die elektrische Doppelschicht durch die resultierende Coulomb-Kraft. Dies ist als elektroosmotischer Fluss bekannt.
Was ist der Unterschied zwischen Elektrophorese und Elektroosmose?
• Bei der Elektrophorese werden feste Partikel (Makromoleküle wie Nukleinsäuren oder Proteine) durch ein elektrisches Feld bewegt. Aber bei der Elektroosmose bewegt sich eine Flüssigkeit.
• Bei der Elektrophorese ist das feste Trägermaterial ein Gel. Aber bei der Elektroosmose kann es sich um ein Gel, eine Membran, eine Kapillare usw. handeln.
