Elektroforese versus elektro-osmose
Fysieke scheidingsmethoden zoals filteren, destillatie en kolomchromatografie zijn geen gemakkelijke methoden als het gaat om de scheiding van sommige moleculen. Elektroforese en elektro-osmose zijn twee andere scheidingstechnieken die kunnen worden gebruikt om geladen deeltjes te scheiden.
Wat is elektroforese?
Elektroforese is een techniek om moleculen te scheiden op basis van hun grootte. Fundamenteel voor deze scheiding is de lading van het molecuul en hun vermogen om in een elektrisch veld te bewegen. Dit is de meest voorkomende en belangrijkste techniek in de moleculaire biologie om moleculen te scheiden, met name DNA en eiwitten. Dit wordt meestal gebruikt omdat het relatief eenvoudig en goedkoop is. Het apparaat voor de elektroforese kan wat ingewikkeld zijn en de voorbereiding ervan kost enige tijd. Maar we kunnen gemakkelijk een elektroforese-apparaat maken van de dingen die we in het laboratorium hebben. Elektroforesetechnieken kunnen variëren, afhankelijk van onze doeleinden. We kunnen eendimensionale elektroforese gebruiken voor de scheiding van DNA of eiwit. Tweedimensionale elektroforese wordt gebruikt wanneer meer opgeloste monsters nodig zijn (zoals in het geval van vingerafdrukken). Een gel wordt gebruikt als drager om de moleculen te scheiden. Deze gel kan worden bereid als platte vellen of in tubes. Basis van deze procedure is om moleculen te scheiden afhankelijk van hun bewegingssnelheid door een gel wanneer een elektrisch veld wordt geleverd. Negatief geladen moleculen zoals DNA hebben de neiging om naar de positieve pool in dit elektrische veld te reizen, terwijl positief geladen moleculen de neiging hebben om naar de negatieve pool te reizen. Bij elektroforese worden twee soorten gels gebruikt, namelijk agarose en polyacrylamide. Deze twee hebben een verschillend oplossend vermogen. De gel werkt als een zeef om de verschillende groottes van moleculen te filteren. De elektrostatische ladingen in de gel fungeren als de kracht.
Scheiding hangt af van de mobiliteit van de ionen.
F=fv=ZeE
V=ZeE/ f
F=kracht die op een deeltje werkt
f=wrijvingscoëfficiënt
V=gemiddelde migratiesnelheid
Z=lading van het migrerende deeltje
e=elementaire lading
E=sterkte van het elektrische veld
De noodzakelijke voorwaarden voor de elektroforese zijn relatief eenvoudig. Bij het maken van de gel en het laten lopen van het monster wordt een buffer gebruikt. Markers en kleurstoffen worden gebruikt voor visualisatiedoeleinden.
Wat is elektro-osmose?
Dit is het proces van het verplaatsen van een vloeistof door een materiaal met behulp van een aangelegd elektrisch veld. De beweging kan door een poreus materiaal zijn, langs een capillair, membraan enz. Dit kan worden gebruikt als scheidingstechniek (vooral capillaire elektro-osmose). De snelheid van de vloeistof is lineair evenredig met het aangelegde elektrische veld. Het is ook afhankelijk van het materiaal dat is gebruikt om het kanaal te bouwen en de gebruikte oplossing. In het grensvlak hebben oplossing en materiaal tegengestelde ladingen verkregen en dit staat bekend als een elektrische dubbellaag. Wanneer een elektrisch veld op de oplossing wordt aangelegd, beweegt de elektrische dubbellaag door de resulterende Coulomb-kracht. Dit staat bekend als de elektro-osmotische stroom.
Wat is het verschil tussen elektroforese en elektro-osmose?
• Bij elektroforese worden vaste deeltjes (macromoleculen zoals nucleïnezuren of eiwitten) verplaatst met behulp van een elektrisch veld. Maar bij elektro-osmose beweegt een vloeistof.
• Bij elektroforese is het vaste materiaal van de drager een gel. Maar het is elektro-osmose, het kan een gel, membraan, capillair, enz. zijn.
