Різниця між капілярним електрофорезом та гелевим електрофорезом

Ключова різниця - Капілярний електрофорез проти гель-електрофорезу
 

Електрофорез - це техніка, яка використовується для розділення біомолекул на основі заряду частинок, розміру частинок та форми частинок. Міграція молекули, відома як електрофоретична рухливість, залежить від типу використовуваного полімеру / гелю, його розміру пор, наданої напруги, часу роботи та відношення поверхні до об’єму. Існують різні типи методів електрофорезу, засновані на типі використовуваного біомолекули. Першим видом електрофорезу був паперовий електрофорез, де нітроцелюлозний папір використовували як середовище для відділення біомолекул. Принцип гель-електрофорезу, коли гелі різної величини пор використовувались для розділення біомолекул, був винайдений пізніше. Техніка гелевого електрофорезу була додатково модифікована для підвищення точності методики, і однією з таких модифікацій є капілярний електрофорез. Ключова відмінність між електрофорезом капілярів та гель-електрофорезом полягає в тому, що електрофорез гелю проводять у вертикальній або горизонтальній площині з використанням полімерного гелю стандартного розміру пор, тоді як електрофорез капілярів виконують у капілярній трубці з полімерною рідиною або гелем.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке гель-електрофорез
3. Що таке капілярний електрофорез
4. Подібність між Капілярним електрофорезом та гель-електрофорезом
5. Бічне порівняння - Капілярний електрофорез та гелевий електрофорез у табличній формі
6. Підсумок

Що таке гель-електрофорез?

Гель-електрофорез - це техніка, яка використовується для відділення в основному нуклеїнових кислот, білків або амінокислот на основі її заряду, розміру та форми. У цій техніці використовується фізичний гель, який є полімерною речовиною, як середовище для розділення. Найчастіше використовувані гелі - це агароза (для поділу нуклеїнової кислоти) та поліакриламід (для поділу білка). Електрофоретичний гелевий апарат містить піддон для лиття гелю для приготування гелю, ливарні гребінці для підготовки лунок, буферний бак, електроди - позитивні (анод) і негативні (катод) та блок живлення напруги. Молекули, такі як ДНК або РНК, які негативно заряджені, рухаються від катода до анода, а молекули, які позитивно заряджені, рухаються навпаки. Приготування гелю проводиться відповідно до вимоги. Якщо потрібна висока роздільна здатність або розділення молекул, слід приготувати гель високої концентрації з меншим розміром пор. Молекули, відокремлені на гелевій матриці, спостерігаються після фарбування. Відокремлені молекули з’являються у вигляді смуг на гелевій матриці.

Малюнок 01: Гель-електрофорез

Гель-електрофорез застосовується в молекулярній діагностиці, такі як дактилоскопія ДНК для визначення наявності певного фрагмента ДНК / РНК або білка. Гель-електрофорез визначає також чистоту вилученого зразка біомолекул. Гель-електрофорез проводиться як попередній етап для введення та гібридизації та як підтверджуючий аналіз після секвенування.

Що таке капілярний електрофорез?

Капілярний електрофорез - це модифікація гелевого електрофорезу, який використовує той самий принцип поділу на основі заряду, розміру молекули, але виконується в капілярній трубці або з гелевою речовиною, або з рідким полімером. Капіляри готуються з плавленого кремнезему, і кожна капілярна трубка має внутрішній діаметр 50-100 мкм і довжиною 25-100 см. Зразки вводяться в капілярну трубку, що містить полімерний матеріал, і відокремлюються набагато швидше, ніж звичайний гелевий електрофорез. Капілярна система добре захищена всередині кожуха ізолятора, який захищає зразок від будь-яких забруднень. Капіляри можуть бути наповнені рідкими полімерами, такими як гідроксіетилцелюлоза або гелі високої роздільної здатності, такі як поліакриламід. Капілярний електрофорез забезпечує більшу роздільну здатність; отже, розділення більш точне. Капілярний електрофорез використовує автоматизовану детекторну систему за допомогою спектрофотометричного аналізу. Це пояснюється більш високим співвідношенням площі поверхні до об’єму.

Малюнок 02: Капілярний електрофорез

Капілярний електрофорез застосовується в таких ситуаціях, як у криміналістиці, де потрібна більш висока точність і не використовується зазвичай, оскільки це дорога техніка.

Які подібності між капілярним електрофорезом та гель-електрофорезом?

• Поділ молекул в обох методиках ґрунтується на заряді та розмірі молекули.
• Обидві методи можуть бути використані для розділення як нуклеїнових кислот, так і білків.
• Обсяг вибірки обох методик однаковий.
• Обидві методи використовують буфер для полегшення поділу.

У чому різниця між капілярним електрофорезом та гель-електрофорезом?

Капілярний електрофорез проти гель-електрофорез
Капілярний електрофорез - це методика, яка відокремлює біомолекули на капілярній трубці за допомогою рідкого або гелеполімерного середовища.	Гель-електрофорез - це метод, який розділяє біомолекули на вертикальну або горизонтальну площину за допомогою полімерного гелевого середовища.
Поділ
При капілярному електрофорезі поділ проводиться всередині капілярної трубки.	При гель-електрофорезі поділ проводиться на вертикальну або горизонтальну площину.
Середовище поділу
Рідкі полімери, такі як гідроксіетилцелюлоза, використовуються в капілярному електрофорезі.	Гелі, або агароза, або поліакриламід, використовуються як середовище при гель-електрофорезі.
Перехресна зв'язка
Високий дозвіл можна отримати за допомогою капілярного електрофорезу.	Роздільна здатність мало в гелевому електрофорезі.
Співвідношення площі поверхні до об'єму
Співвідношення поверхні та об'єму є високим при капілярному електрофорезі.	Співвідношення поверхні та об'єму мало гелевого електрофорезу.
Техніка виявлення
Виявлення проводиться за допомогою спектрофотометричних автоматизованих детекторів при капілярному електрофорезі.	Фарбування та спостереження за допомогою УФ-трансілюмінатора проводяться як методи виявлення в гель-електрофорезі.

Підсумок - Електрофорез капілярів проти гель-електрофорезу

Молекулярна діагностика відіграє головну роль у науковому світі. Ідентифікація та очищення ДНК, РНК та Білків є критичними етапами діагностичних процедур. Електрофорез - це методика, яка відокремлює та ідентифікує біомолекули як в гелевому електрофорезі, так і в значно вдосконаленому електрофорезі капілярного гелю. Гелефофорез проводиться у вертикальній або горизонтальній площині з використанням полімерного гелю стандартного розміру пор, тоді як електрофорез капілярів проводиться в капілярній трубці з полімерною рідиною або гелем. Це різниця між капілярним електрофорезом та гелевим електрофорезом. Після завершення методики електрофорезу біомолекули додатково обробляються для отримання інформації вищого рівня за допомогою гібридизації або за допомогою таких методів, як дактилоскопія.

Завантажити PDF версію капілярного електрофорезу проти гель-електрофорезу

Ви можете завантажити PDF-версію цієї статті та використовувати її в офлайн-цілях відповідно до примітки. Завантажте PDF-версію тут. Різниця між гелевим електрофорезом та капілярним електрофорезом.

Список літератури:

1. Дарні, Брендон С. та ін. "Капілярний електрофорез, застосований до ДНК: визначення та використання послідовності та структури для просування біоаналізу (2009-2014)". Аналітична та біоаналітична хімія, Springer Berlin Heidelberg, 2015, доступний тут. Доступ 28 серпня 2017 року.
2. "Електрофорез". Університет Лестера, 8 січня 2009 р., Доступний тут. Доступ 28 серпня 2017 року.
3. «Гель-електрофорез». Академія Хана, доступна тут. Доступ 28 серпня 2017 року.

Надано зображення:

1. "ДНК агарозний гелефофорез" школи природних ресурсів з Ен-Арбор - лабораторія ДНК (CC BY 2.0) через Commons Wikimedia
2. "Схема капілярного гелевого електрофорезу" від Chem4066sp13 - власна робота (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia