Belangrijk verschil - Capillaire elektroforese versus gelelektroforese
Elektroforese is een techniek die wordt gebruikt om biomoleculen te scheiden op basis van de deeltjeslading, deeltjesgrootte en de deeltjesvorm. De migratie van het molecuul, bekend als elektroforetische mobiliteit, hangt af van het type polymeer/gel dat wordt gebruikt, de poriegrootte, de geleverde spanning, de looptijd en de verhouding van oppervlak tot volume. Er zijn verschillende soorten elektroforesetechnieken op basis van het type biomolecuul dat wordt gebruikt. Het eerste type elektroforese dat werd uitgevonden, was papierelektroforese, waarbij nitrocellulosepapier werd gebruikt als medium voor het scheiden van biomoleculen. Het principe van gelelektroforese waarbij gels met verschillende poriegroottes werden gebruikt om biomoleculen te scheiden, werd later uitgevonden. Gelelektroforesetechniek werd verder aangepast om de nauwkeurigheid van de techniek te verbeteren, en een dergelijke modificatie is capillaire elektroforese. Het belangrijkste verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese is dat gelelektroforese wordt uitgevoerd in een verticaal of horizontaal vlak met behulp van een polymeergel met standaard poriegrootte, terwijl capillaire elektroforese wordt uitgevoerd in een capillaire buis met een polymeervloeistof of een gel.
Wat is gelelektroforese?
Gelelektroforese is een techniek die wordt gebruikt om voornamelijk nucleïnezuren, eiwitten of aminozuren te scheiden op basis van lading, grootte en vorm. Deze techniek maakt gebruik van een fysieke gel, een polymeersubstantie, als scheidingsmedium. De meest gebruikte gels zijn Agarose (voor nucleïnezuurscheiding) en Polyacrylamide (voor eiwitscheiding). Het gelelektroforetische apparaat bevat de gelgietbak om de gel voor te bereiden, gietkammen om de putjes voor te bereiden, buffertank, elektroden - positief (anode) en negatief (kathode) en de voedingseenheid. Moleculen zoals DNA of RNA, die negatief geladen zijn, bewegen van de kathode naar de anode en moleculen die positief geladen zijn, bewegen vice versa. De gelbereiding gebeurt naar behoefte. Als een hoge resolutie of scheiding van moleculen vereist is, moet een gel met een hoge concentratie en een kleinere poriegrootte worden bereid. De moleculen die op de gelmatrix zijn gescheiden, worden na een kleuringstechniek waargenomen. De gescheiden moleculen verschijnen als banden op de gelmatrix.
Figuur 01: Gelelektroforese
Gelelektroforese wordt gebruikt in moleculaire diagnostiek, zoals DNA-fingerprinting om de aanwezigheid van een bepaald DNA/RNA-fragment of een eiwit te bepalen. Gelelektroforese bepa alt ook de zuiverheid van het geëxtraheerde biomolecuulmonster. Gelelektroforese wordt uitgevoerd als een voorbereidende stap voor in- en hybridisatie en als bevestigende analyse na sequencing.
Wat is capillaire elektroforese?
Capillaire elektroforese is een modificatie van gelelektroforese die hetzelfde scheidingsprincipe gebruikt op basis van lading, grootte van het molecuul, maar wordt uitgevoerd in een capillaire buis met een gelsubstantie of een vloeibaar polymeer. Haarvaten zijn gemaakt van gesmolten silica en elke capillaire buis heeft een inwendige diameter van 50-100 m en is 25-100 cm lang. Monsters worden geïnjecteerd in de capillaire buis die het polymeermateriaal bevat en worden veel sneller gescheiden dan de conventionele gelelektroforese. Het capillaire systeem is goed beschermd in een isolatiemantel die het monster beschermt tegen elke verontreiniging. Haarvaten kunnen worden gevuld met vloeibare polymeren zoals hydroxyethylcellulose of gels met hoge resolutie zoals polyacrylamide. Capillaire elektroforese zorgt voor een grotere resolutie; daarom is de scheiding nauwkeuriger. Capillaire elektroforese maakt gebruik van een geautomatiseerd detectorsysteem via spectrofotometrische analyse. Dit komt door de hogere verhouding tussen oppervlakte en volume.
Figuur 02: Capillaire elektroforese
Capillaire elektroforese wordt gebruikt in situaties zoals in forensisch onderzoek waar hogere nauwkeurigheid vereist is en wordt niet vaak gebruikt omdat het een kostbare techniek is.
Wat zijn de overeenkomsten tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese?
- Scheiding van moleculen in beide technieken is gebaseerd op de lading en grootte van het molecuul.
- Beide technieken kunnen worden gebruikt om zowel nucleïnezuren als eiwitten te scheiden.
- Het monstervolume van beide technieken is hetzelfde.
- Beide technieken gebruiken een buffer om scheiding te vergemakkelijken.
Wat is het verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese?
Capillaire elektroforese versus gelelektroforese |
|
| Capillaire elektroforese is een techniek die biomoleculen op een capillaire buis scheidt met behulp van een vloeibaar of gelpolymeermedium. | Gelelektroforese is een techniek die biomoleculen op een verticaal of horizontaal vlak scheidt met behulp van een polymeergelmedium. |
| Scheiding | |
| Bij capillaire elektroforese vindt de scheiding plaats in een capillaire buis. | Bij gelelektroforese gebeurt de scheiding op een verticaal of horizontaal vlak. |
| Gemiddelde scheiding | |
| Vloeibare polymeren zoals hydroxyethylcellulose worden gebruikt bij capillaire elektroforese. | Gels, agarose of polyacrylamide, worden gebruikt als medium bij gelelektroforese. |
| Kruiskoppeling | |
| Hoge resolutie kan worden verkregen door capillaire elektroforese. | Resolutie is laag in gelelektroforese. |
| Verhouding oppervlakte/volume | |
| De verhouding tussen oppervlak en volume is hoog bij capillaire elektroforese. | Verhouding van oppervlak tot volume is laag bij gelelektroforese. |
| Detectietechniek | |
| Detectie wordt gedaan door middel van spectrofotometrische geautomatiseerde detectoren in capillaire elektroforese. | Vlekvorming en observatie door een UV-transilluminator worden gedaan als detectietechnieken bij gelelektroforese. |
Samenvatting – Capillaire elektroforese versus gelelektroforese
Moleculaire diagnostiek speelt een grote rol in de wetenschappelijke wereld. Identificatie en zuivering van DNA, RNA en eiwitten zijn cruciale stappen in de diagnostische procedures. Elektroforese is een techniek die biomoleculen scheidt en identificeert in zowel gelelektroforese als de veel geavanceerde capillaire gelelektroforese. Gelelektroforese wordt uitgevoerd in een verticaal of horizontaal vlak met behulp van een polymeergel met standaard poriegrootte, terwijl capillaire elektroforese wordt uitgevoerd in een capillaire buis met een polymeervloeistof of een gel. Dit is het verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese. Na voltooiing van de elektroforesetechniek worden de biomoleculen verder verwerkt om informatie van een hoger niveau te verkrijgen via hybridisatie of door technieken zoals vingerafdrukken.
Download PDF-versie van capillaire elektroforese versus gelelektroforese
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen gelelektroforese en capillaire elektroforese.
