Elektroforese er en seperasjonsmetode som går ut på at ladete løste partikler eller molekyler i et væskemedium beveger seg under påvirkning av et elektrisk felt.
Elektroforesesystemet består av kjemiske stoffer (ladete partikler eller molekyler), og de ladete løste partiklene eller molekylene vil enten vandre mot en katode (negativt ladet) eller en anode(positiv ladet) avhengig av hvilken ladning de har. Kationer, altså positive ioner, vil vandre mot katoden og anioner, negative ioner, vil vandre mod anoden. For at ionene skal kunne vandre er man avhengig av et elektrisk felt med likestrøm.
Molekylene/partiklene har ulik ladning og masse, og de vil da vandre med forskjellig hastighet. Den elektriske feltstyrken, temperaturen og egenskapene til støttemediet er også med på å bestemme hvor langt molekylene/partiklene vandrer. Støttemediet gir matrixen der separasjonen finner sted. Da komponentene vil vandre ulikt er dette en viktig metode for seperasjon av molekyler og partikler i en sammensatt blanding. Resultater vises på et elektroferogram som farges. Dette viser linjer som tilsvarer de separerte partiklene.
Bilde 1. Viser eksempel på gel-elektroforese som viser separasjon av proteiner i sine enkeltfraksjoner.
Hovedhensikten med elektroforese er altså å separere molekyler og partikler fra hverandre. Har man en utlevert prøve av en sammensatt blanding applikeres denne først på en gel, for så å legge den i et væskefylt rom hvor man sender strøm gjennom. Væska i det væskefylte rommet er en buffer. Bufferens oppgave er å forflytte den applikerte prøven, stabilisere pH-en og bestemme den elektriske ladningen i løsningen. Riktig pH i bufferen er viktig for å få best mulig seperasjon av molekylene/partiklene.
Gelelektroforese er mye brukt for å separere DNA-sekvenser.
Prinsippet for gelelektroforese er å skille DNA-sekvenser fra hverandre på grunnlag av deres størrelse. Ved gelelektroforese av DNA kan vi bruke en gel som er laget av agarose (som utvinnes fra alger i havet). I gelen er det porer som DNA-sekvensene vandrer gjennom når det settes strøm på gelen. DNA er negativt ladet (DNA inneholder negativt ladede fosfatgrupper) så det vil vandre fra negativ til positiv pol i gelen. Porene er en hindring for store DNA-sekvensene slik at DNA vandrer gjennom gelen med ulik hastighet avhengig av hvor stort det er. En forutsetning for at DNA-sekvensene skal kunne vandre i gelen er at det må være til stede en strømleder. Derfor helles det en buffer over gelen. Bufferen inneholder ioner som leder strøm under elektroforesen.
I gelen plasserer man DNA prøvene i brønner. Prøvene er da blandet med et fargestoff (NB! selve DNA´et farges ikke) som hjelper deg å se progresjonen under elektroforesen. Fargen i prøvene oppfører seg som de korteste DNA-sekvensene og vil derfor vandre raskest i gelen. Du skal stoppe elektroforesen når du ser fargestoffene nærme seg den positive siden.
Når gelelektroforesen er ferdig, farges gelen med et fargestoff som binder seg til DNA slik at DNA-sekvensene blir synlige og danner et mønster (DNA-fingeravtrykk).
Kilder:
- http://www.snl.no/elektroforese
- Tietz, Fundamentals of Clinical Chemistry, Saunders Elsevier, 2008
- Carl A. Burtis, Edward R. Ashwood, David E.Bruns. Tietz, Fundamentals of clinical chemistry. Sauders Elsvier, 6.utgave 2008, kapittel 6