الکتروفورز

الکتروفورز ( در زبان انگلیسی: Electrophoresisبه حرکات ذرات در یک مایع تحت میدان الکتریکی گویند. به سبب اینکه ماکرو مولکولهای زیستی مانند DNAو پروتئین ها باردار هستند می‌توان با قرار دادن آن‌ها در یک میدان الکتریکی، آن‌ها را بر اساس خواص فیزیکی مانند شکل فضایی، وزن مولکولی و بار الکتریکی، تفکیک کرد. برای این منظور از روشی بنام الکتروفو...

الکتروفورز

الکتروفورز ( در زبان انگلیسی: Electrophoresisبه حرکات ذرات در یک مایع تحت میدان الکتریکی گویند. به سبب اینکه ماکرو مولکولهای زیستی مانند DNAو پروتئین ها باردار هستند می‌توان با قرار دادن آن‌ها در یک میدان الکتریکی، آن‌ها را بر اساس خواص فیزیکی مانند شکل فضایی، وزن مولکولی و بار الکتریکی، تفکیک کرد. برای این منظور از روشی بنام الکتروفورز استفاده می‌شود. روش‌های مختلف الکتروفورزی برای تفکیک و مطالعه بیو مولکولی اعم از اسیدهای نوکلئیک یا پروتئین‌ها ابداع شده‌ است.

ژا الکتروفورز ( Gel Electrophoresis )

از یک محیط نیمه جامد (ژل) به عنوان فاز ثابت استفاده می‌شود. این نوع الکتروفورز برحسب نوع ژل به کار گرفته شده به دو نوع الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید (PAGE) و الکتروفورز ژل آگارز تقسیم می‌شود. الکتروفورز PAGE دارای قدرت تفکیک بسیار بالائی بوده و برای تفکیک پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک به کار گرفته می‌شود. به منظور بررسی پروتئین‌ها با استفاده از PAGE، به سبب اینکه پروتئین‌ها دارای بارهای مختلفی هستند، معمولاً برای اینکه تفکیک فقط براساس وزن مولکولی انجام شود به بافر ماده شیمیائی SDS (سدیم دو دسیل سولفات) اضافه می‌شود. SDS مولکول بزرگی با بار منفی می‌باشد. این ماده باعث تغییر در ساختار پروتئین‌ها شده و به آن‌ها متصل می‌شود. به ازای هر دو اسید آمینه، یک مولکول SDS به پروتئین متصل می‌شود که باعث القاء بارمنفی متناسب با وزن مولکولی به پروتئین می‌شود. هر چه غلظت پلی اکریل آمید بیشتر باشد قدرت تفکیک ژل بیشتر خواهد بود و مولکول‌های دارای وزن مولکولی نزدیک به هم را بهتر تفکیک می‌نماید.

برای تفکیک اسیدهای نوکلئیک در صورت امکان از ژل آگارز استفاده می‌شود. تهیه ژل مزبور به مراتب سریعتر وآسانتر از ژل پلی اکریل آمید بوده و هزینه کمتری را در بر می‌گیرد. معمولاً برای تفکیک قطعات بزرگ  DNA ( بزرگ‌تر از صد جفت باز) در صورتی‌که هدف صرفاً بررسی کیفی و تفکیک باشد استفاده از ژل آگارز انتخاب اول است. برای تفکیک قطعات کوچک DNA دو رشته‌ای و قطعات DNA تک رشته‌ای از ژل پلی اکریل آمید استفاده می‌شود. قدرت تفکیک ژل‌های مزبور ارتباط مستقیمی با غلظت آن‌ها دارد. برای مثال، برای تفکیک قطعاتی به اندازه صد تا هزار جفت باز از آگاروز یک درصد و برای قطعات بزرگتر از درصدهای کمتر از یک آگارز استفاده می‌شود. در صورتی‌که نیاز به تفکیک DNA به صورت تک رشته‌ای باشد، از مواد تغییر دهنده نظیر اوره، فرمالدهید یا فرمامید در ژل هم‌زمان با الکتروفورز استفاده می‌شود. به این نوع ژل‌ها، ژل واسرشت‌کننده می‌گویند. چنین ژل هائی پیچ و تاب‌های اسیدهای نوکلئیک را از هم باز کرده و بنابراین تفکیک مولکول‌ها فقط براساس طول و نه ساختار دوم انجام می‌شود. در این ژل‌ها مولکول‌های کوچک‌تر در مقایسه با مولکول‌های بزرگ‌تر سریعتر حرکت کرده و مسافت بیشتری را طی می‌کنند. از روش PAGE برای بررسی جهش‌ها و تعیین توالی DNA استفاده می‌شود.

الکتروفورز عادی

آند این دستگاه از جنس گرافیت است. همین ویژگی سبب کاهش چشمگیر قیمت آن شده‌است.

دستگاه الکتروفورز هوشمند

پس از سال‌ها خدمت الکتروفورز ساده به علوم مولکولی، ناگزیر الکتروفورز هوشمند طراحی شد. این سیستم قادر است پس از رؤیت باندهای آبی رنگ DNA تماس تلفنی با کاربر خود برقرار و دستور خاموش شدن را به صورت تلفنی دریافت کند. توانایی دیگر این سیستم، کنترل دمای بافر و مقدار بافر است. این نوع الکتروفورز از طریق سیستم پمپینگ مقدار بافر نشت کرده به تشتک پایین را به تشتک بالا انتقال می‌دهد و از طریق E-cooler دمای مضر سیستم را کاهش می‌دهد

مزیت های الکتروفورز هوشمند

1 - اعلام هشدار پایان کار الکتروفورز
۲- خنک‌سازی الکترونیکی در کمترین حجم با استفاده از E-cooler ۲
۳- تنظیم مقدار بافر تشتک ها
۴-اعلام وضعیت‌های بحرانی از طریق تماس تلفنی خودکار

5 – اعلام هشدار قطع جریان برق الکترودها

دستگاه ژل داک

دستگاه ژل داک که با اسمهای سیستم تصویر ژل، سیستم مستندسازی ژل، یا ثبت تصویر ژل نیز شناخته می‌شود از دستگاههای آزمایشگاهی است که از آن در آزمایشگاههای زیست مولکولی برای تصویربرداری و مستندسازی نوکلئیک اسید و پروتئین یا ژلهای آگارز یا اتیدیوم بروماید استفاده می‌شود.

رنگ کردن این دستگاه ژل داک اغلب اوقات با اتیدیوم بروماید یا دیگر فلوفورها نظیر SYBR Green صورت می‌گیرد. در دستگاه ژل داک یک دستگاه ترانس ایلومینیتور نوری (UV)، یک هود یا یک اتاقک تاریک به منظور حفاظت از منابع نوری خارجی و محافظت از کاربر در برابر معرض گذاری با UV و یک دوربین CCD یا CMOS به منظور ثبت تصویر، دیده می‌شود.

برای مشخص کردن ویژگی‌های پروتئین‌ها، DNA و حتی مولکولهای کوچک می‌توان از ژل‌ها استفاده کرد. در رابطه با DNA، می‌توان از ژل‌ها به منظور مشخص‌سازی توالی، جدا سازی یا آماده سازی استفاده کرد و تصویر برداری و مستند سازی برای تمامی این کاربردها لازم است. با به کار گیری سیستم‌های مستند سازی و تصویر برداری مدرن‌، می‌توانند بسیار دقیق نیز باشند.

هنگام گزینش یک دستگاه ژل داک ملزومات تحقیقاتی خود را در نظر داشته باشید. برای یک کاربرد ساده، یک سیستم ساده‌ی فاقد تمامی قابلیت‌های پیشرفته ممکن است به صرفه‌ترین انتخاب باشد، در حالی که برای کاربردهای پیشرفته‌تر و تخصصی‌تر بایستی امکانات پیشرفته‌تر و نرم افزار آنالیز کننده را مد نظر داشت.

کاربردهای دستگاه ژل داک

میل‌های ترکیبی آنتی بادی پلی کلونال و مونو کلونال – ژل و تصویر برداری از بلات – شمارش کلنی‌ها – ارزیابی ایمنی – آشکار سازی هم زمان پروتئینی – الکتروفورز دو بعدی – مشخص سازی کمیت پروتئین

منابع :

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%81%D9%88%D8%B1%D8%B2