Ключевая разница - капиллярный электрофорез и гель-электрофорез
Электрофорез - это метод, который используется для разделения биомолекул на основе заряда частиц, их размера и формы. Миграция молекулы, известная как электрофоретическая подвижность, зависит от типа используемого полимера/геля, размера его пор, обеспечиваемого напряжения, времени работы и отношения поверхности к объему. Существуют различные типы методов электрофореза, основанные на типе используемой биомолекулы. Первым изобретенным типом электрофореза был электрофорез на бумаге, при котором в качестве среды для разделения биомолекул использовалась нитроцеллюлозная бумага. Позднее был изобретен принцип гель-электрофореза, при котором для разделения биомолекул использовались гели с порами разного размера. Метод гель-электрофореза был дополнительно модифицирован для повышения точности метода, и одной из таких модификаций является капиллярный электрофорез. Основное различие между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом заключается в том, что гель-электрофорез проводится в вертикальной или горизонтальной плоскости с использованием полимерного геля со стандартным размером пор, тогда как капиллярный электрофорез проводится в капиллярной трубке с полимерной жидкостью или гелем.
Что такое гель-электрофорез?
Гель-электрофорез - это метод, используемый в основном для разделения нуклеиновых кислот, белков или аминокислот на основе их заряда, размера и формы. В этом методе в качестве разделительной среды используется физический гель, представляющий собой полимерное вещество. Наиболее часто используемыми гелями являются агарозный (для разделения нуклеиновых кислот) и полиакриламидный (для разделения белков). Аппарат для гель-электрофореза содержит лоток для заливки геля для приготовления геля, заливочные гребенки для приготовления лунок, буферную емкость, электроды – положительный (анод) и отрицательный (катод) и блок питания. Отрицательно заряженные молекулы, такие как ДНК или РНК, движутся от катода к аноду, а положительно заряженные молекулы - наоборот. Подготовка геля осуществляется в соответствии с требованиями. Если требуется высокое разрешение или разделение молекул, следует приготовить гель высокой концентрации с меньшим размером пор. Молекулы, разделенные на гелевой матрице, наблюдают после окрашивания. Разделенные молекулы появляются в виде полос на гелевой матрице.
Рисунок 01: Гель-электрофорез
Гель-электрофорез используется в молекулярной диагностике, такой как снятие отпечатков пальцев ДНК, для определения присутствия определенного фрагмента ДНК/РНК или белка. Гель-электрофорез также определяет чистоту экстрагированного образца биомолекулы. Гель-электрофорез проводят в качестве предварительного шага для ингибирования и гибридизации, а также в качестве подтверждающего анализа после секвенирования.
Что такое капиллярный электрофорез?
Капиллярный электрофорез - это модификация гель-электрофореза, в которой используется тот же принцип разделения на основе заряда и размера молекулы, но выполняется в капиллярной трубке либо с гелевым веществом, либо с жидким полимером. Капилляры изготовлены из плавленого кварца, и каждая капиллярная трубка имеет внутренний диаметр 50-100 мкм и длину 25-100 см. Образцы вводят в капиллярную трубку, содержащую полимерный материал, и разделяют их гораздо быстрее, чем при обычном гель-электрофорезе. Капиллярная система хорошо защищена изоляционной оболочкой, которая защищает образец от любого загрязнения. Капилляры могут быть заполнены жидкими полимерами, такими как гидроксиэтилцеллюлоза, или гелями высокого разрешения, такими как полиакриламид. Капиллярный электрофорез обеспечивает большее разрешение; следовательно, разделение является более точным. Капиллярный электрофорез использует автоматизированную систему обнаружения посредством спектрофотометрического анализа. Это связано с более высоким отношением площади поверхности к объему.
Рисунок 02: Капиллярный электрофорез
Капиллярный электрофорез используется в таких ситуациях, как судебная экспертиза, где требуется более высокая точность, и обычно не используется, поскольку это дорогостоящий метод.
Каковы сходства между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом?
- Разделение молекул в обоих методах основано на заряде и размере молекулы.
- Оба метода могут быть использованы для разделения нуклеиновых кислот и белков.
- Объем выборки обоих методов одинаков.
- Оба метода используют буфер для облегчения разделения.
В чем разница между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом?
Капиллярный электрофорез и гель-электрофорез |
|
| Капиллярный электрофорез – это метод разделения биомолекул в капиллярной трубке с использованием жидкой или гелевой полимерной среды. | Гель-электрофорез – это метод разделения биомолекул в вертикальной или горизонтальной плоскости с использованием полимерного геля. |
| Разлука | |
| При капиллярном электрофорезе разделение осуществляется внутри капиллярной трубки. | При гель-электрофорезе разделение проводят в вертикальной или горизонтальной плоскости. |
| Среда разделения | |
| Жидкие полимеры, такие как гидроксиэтилцеллюлоза, используются в капиллярном электрофорезе. | Гели, агарозные или полиакриламидные, используются в качестве среды для гель-электрофореза. |
| Перекрестная связь | |
| Высокое разрешение можно получить с помощью капиллярного электрофореза. | Низкое разрешение при гель-электрофорезе. |
| Отношение площади поверхности к объему | |
| Отношение поверхности к объему высокое при капиллярном электрофорезе. | Отношение поверхности к объему низкое при гель-электрофорезе. |
| Техника обнаружения | |
| Детектирование осуществляется с помощью спектрофотометрических автоматических детекторов при капиллярном электрофорезе. | Окрашивание и наблюдение через УФ трансиллюминатор выполняются как методы обнаружения в гель-электрофорезе. |
Резюме – Капиллярный электрофорез и гель-электрофорез
Молекулярная диагностика играет важную роль в научном мире. Идентификация и очистка ДНК, РНК и белков являются важными этапами диагностических процедур. Электрофорез - это метод, который разделяет и идентифицирует биомолекулы как при гель-электрофорезе, так и при более продвинутом капиллярном гель-электрофорезе. Гель-электрофорез проводят в вертикальной или горизонтальной плоскости с использованием полимерного геля со стандартным размером пор, тогда как капиллярный электрофорез проводят в капиллярной трубке с полимерной жидкостью или гелем. В этом разница между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом. По завершении метода электрофореза биомолекулы дополнительно обрабатываются для получения информации более высокого уровня посредством гибридизации или с помощью таких методов, как снятие отпечатков пальцев.
Загрузить PDF-версию капиллярного электрофореза и гель-электрофореза
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между гель-электрофорезом и капиллярным электрофорезом.
