elektroforese

Elektroforese brukes innen biokjemi, medisin og molekylærbiologi, både til analyse og til isolering av enkeltkomponenter i en blanding. Analysemetodene kan brukes til å påvise et protein eller et gen i en prøve. I tillegg kan kapillærelektroforese brukes i DNA-sekvensering (Sanger-sekvensering) for artsbestemmelse av de fleste organismer.

Elektroforese av proteiner gir ulike mønstre for forskjellige dyre- og plantearter, også for individer innenfor samme art. Dette brukes innen landbruksforskning til identifikasjon og beskrivelse av planter, og i næringsmiddelkontrollen for å bestemme hvilken dyreart kjøttet kommer fra. I biologisk taksonomi (biologisk systematikk) brukes elektroforese som et ledd i å bestemme slektskapet mellom arter.

Elektroforese kan brukes på flere måter i medisinsk diagnostikk. Enkelte sykdommer fører til spesifikke proteiner i blod og andre kroppsvæsker. Disse proteinene kan påvises gjennom elektroforese for å stille en diagnose. Et annet bruksområde er ved infeksjoner, der gelelektroforese gjør det mulig å påvise virulensgener og Sanger-sekvensering brukes til å bestemme hvilken bakterieart som forårsaker infeksjonen.

Elektroforese er dessuten en viktig metode innen genmodifisering. Det er mulig å lage et stort antall kopier av et spesifikt gen gjennom PCR. Kopiene av dette genet kan isoleres fra alt annet DNA ved hjelp av elektroforese. Gjennom ulike teknikker kan det isolerte genet settes inn i arvestoffet til en organisme (danne GMO) til bruk i forskning eller industriell produksjon.

Det finnes flere ulike former for elektroforese. Felles for dem er at analysen foregår i et kar med én elektrode i hver ende. I den ene enden er elektroden negativt ladet (minuspol) og i den andre enden er det positiv ladning (plusspol). Karet inneholder ofte vann som er gjort strømledende ved at det inneholder løste elektrolytter, kjent som en bufferløsning.

I de fleste elektroforeseteknikker brukes et porøst medium i løsningen, vanligvis en gel. Ofte er gelen en tynn rektangulær skive der flere prøver kan settes av ved siden av hverandre, slik at de kan sammenlignes. Forbindelsene som skal separeres, er som regel for små til å kunne ses med det blotte øye, og de må derfor farges eller merkes radioaktivt. På den måten kan mengder på mindre enn én milliondels gram (mikrogram) påvises.

Siden molekylene som skal analyseres har en elektrisk ladning, vil de bevege seg i en bestemt retning når det sendes elektrisk strøm gjennom karet: Positivt ladede molekyler vandrer mot den negative polen, mens negativt ladede vandrer mot den positive polen.

Hvis strømmen er konstant, beveger hver partikkel seg med en egen konstant hastighet. Hastigheten bestemmes av partiklenes ladning, form og størrelse, feltstyrken og løsningens viskositet. Forskjellige partikler vandrer derfor med ulik hastighet og kan skilles fra hverandre basert på hvor langt i feltet de har beveget seg. Slik fungerer elektroforese som et verktøy for separasjon av molekyler og andre partikler i sammensatte blandinger. Molekylene kan identifiseres ved at det tilsettes standarder med kjent størrelse. Disse standardene inneholder komponenter som vil bevege seg med en kjent hastighet, slik at molekylene i prøven kan sammenlignes med disse. Slike standarder må tilsettes i hver enkelt analyse for at resultatet skal være gyldig.

• elektrokjemi
• serumelektroforese
• analytisk kjemi
• isoelektrisk fokusering