Rozdíl mezi kapilární elektroforézou a gelovou elektroforézou

Klíčový rozdíl - kapilární elektroforéza vs. gelová elektroforéza
 

Elektroforéza je technika, která se používá k oddělení biomolekul na základě náboje částic, velikosti částic a tvaru částic. Migrace molekuly, známá jako elektroforetická mobilita, závisí na typu použitého polymeru / gelu, jeho velikosti pórů, poskytnutém napětí, době chodu a poměru povrchu k objemu. Existují různé typy elektroforetických technik založených na typu použité biomolekuly. První typ elektroforézy, která byla vynalezena, byla papírová elektroforéza, kde byl nitrocelulózový papír použit jako médium pro separaci biomolekul. Princip gelové elektroforézy, při kterém byly pro separaci biomolekul použity gely různé velikosti pórů, byl vynalezen později. Technika gelové elektroforézy byla dále modifikována pro zlepšení přesnosti techniky a jednou takovou modifikací je kapilární elektroforéza. Klíčovým rozdílem mezi kapilární elektroforézou a gelovou elektroforézou je to gelová elektroforéza se provádí ve vertikální nebo horizontální rovině za použití polymerního gelu standardní velikosti pórů, zatímco kapilární elektroforéza se provádí v kapilární trubici s polymerní kapalinou nebo gelem.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je gelová elektroforéza
3. Co je kapilární elektroforéza
4. Podobnosti mezi kapilární elektroforézou a gelovou elektroforézou
5. Porovnání bok po boku - kapilární elektroforéza vs. gelová elektroforéza v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je gelová elektroforéza?

Gelová elektroforéza je technika používaná k oddělení hlavně nukleových kyselin, proteinů nebo aminokyselin na základě jejich náboje, velikosti a tvaru. Tato technika používá jako separační médium fyzikální gel, což je polymerní látka. Nejčastěji používanými gely jsou Agaróza (pro separaci nukleových kyselin) a Polyakrylamid (pro separaci proteinů). Gelový elektroforetický přístroj obsahuje gelovou odlévací misku pro přípravu gelu, odlévací hřebeny pro přípravu jamek, vyrovnávací nádrž, elektrody - pozitivní (anoda) a negativní (katoda) a napájecí jednotku. Molekuly jako DNA nebo RNA, které jsou negativně nabité, se pohybují z katody na anodu a molekuly, které jsou pozitivně nabité, se pohybují opačně. Příprava gelu se provádí podle požadavku. Pokud je vyžadováno vysoké rozlišení nebo separace molekul, měl by být připraven gel s vysokou koncentrací s menší velikostí pórů. Molekuly oddělené na gelové matrici jsou pozorovány po barvení. Separované molekuly se objevují jako pásy na gelové matrici.

Obrázek 01: Gelová elektroforéza

Gelová elektroforéza se používá v molekulární diagnostice, jako je DNA fingerprinting, k určení přítomnosti určitého fragmentu DNA / RNA nebo proteinu. Gelová elektroforéza také určuje čistotu extrahovaného vzorku biomolekuly. Gelová elektroforéza se provádí jako předběžný krok pro hybridizaci a hybridizaci a jako potvrzující analýza po sekvenování.

Co je kapilární elektroforéza?

Kapilární elektroforéza je modifikace gelové elektroforézy, která používá stejný princip separace na základě náboje, velikosti molekuly, ale provádí se v kapilární zkumavce s gelovou látkou nebo kapalným polymerem. Kapiláry jsou připraveny z taveného oxidu křemičitého a každá kapilární trubice má vnitřní průměr 50 až 100 um a má délku 25 až 100 cm. Vzorky se vstříknou do kapilární zkumavky obsahující polymerní materiál a oddělí se mnohem rychleji než konvenční gelová elektroforéza. Kapilární systém je dobře chráněn uvnitř izolačního pláště, které chrání vzorek před kontaminací. Kapiláry mohou být naplněny kapalnými polymery, jako je hydroxyethylcelulóza nebo gely s vysokým rozlišením, jako je polyakrylamid. Kapilární elektroforéza poskytuje větší rozlišení; proto je oddělení přesnější. Kapilární elektroforéza používá automatizovaný detekční systém pomocí spektrofotometrické analýzy. Důvodem je vyšší poměr plochy povrchu k objemu.

Obrázek 02: Kapilární elektroforéza

Kapilární elektroforéza se používá v situacích, jako je forenzní analýza, kde je vyžadována vyšší přesnost a není běžně používána, protože je to nákladná technika..

Jaké jsou podobnosti mezi kapilární elektroforézou a gelovou elektroforézou?

• Separace molekul v obou technikách je založena na náboji a velikosti molekuly.
• Obě techniky lze použít k oddělení nukleových kyselin a proteinů.
• Objem vzorku obou technik je stejný.
• Obě techniky používají k usnadnění separace pufr.

Jaký je rozdíl mezi kapilární elektroforézou a gelovou elektroforézou?

Kapilární elektroforéza vs. gelová elektroforéza
Kapilární elektroforéza je technika, která odděluje biomolekuly na kapilární trubici pomocí kapalného nebo gelového polymerního média.	Gelová elektroforéza je technika, která odděluje biomolekuly ve svislé nebo vodorovné rovině pomocí polymerního gelového média.
Oddělení
V kapilární elektroforéze se separace provádí uvnitř kapilární trubice.	V gelové elektroforéze se separace provádí ve vertikální nebo horizontální rovině.
Médium separace
Kapalné polymery, jako je hydroxyethylcelulóza, se používají v kapilární elektroforéze.	Gely, buď agaróza nebo polyakrylamid, se používají jako médium v ​​gelové elektroforéze.
Cross Linkage
Vysoké rozlišení lze získat kapilární elektroforézou.	Rozlišení je nízké v gelové elektroforéze.
Poměr plocha k objemu
Poměr povrchu k objemu je v kapilární elektroforéze vysoký.	Poměr povrchu k objemu je v gelové elektroforéze nízký.
Detekční technika
Detekce se provádí pomocí spektrofotometrických automatických detektorů v kapilární elektroforéze.	Barvení a pozorování pomocí UV transilluminátoru se provádějí jako detekční techniky v gelové elektroforéze.

Shrnutí - kapilární elektroforéza vs. gelová elektroforéza

Molekulární diagnostika hraje hlavní roli ve vědeckém světě. Identifikace a čištění DNA, RNA a proteinů jsou kritickými kroky v diagnostických postupech. Elektroforéza je technika, která odděluje a identifikuje biomolekuly jak v gelové elektroforéze, tak v pokročilé elektroforéze kapilárního gelu. Gelová elektroforéza se provádí ve vertikální nebo horizontální rovině za použití polymerního gelu standardní velikosti pórů, zatímco kapilární elektroforéza se provádí v kapilární trubici s polymerní kapalinou nebo gelem. To je rozdíl mezi kapilární elektroforézou a gelovou elektroforézou. Po dokončení elektroforetické techniky se biomolekuly dále zpracovávají, aby se získaly informace vyšší úrovně hybridizací nebo technikami, jako je otisky prstů..

Stáhněte si PDF verzi kapilární elektroforézy vs. gelové elektroforézy

Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro účely offline podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi gelovou elektroforézou a kapilární elektroforézou.

Reference:

1. Durney, Brandon C., a kol. "Kapilární elektroforéza aplikovaná na DNA: určování a využití sekvence a struktury k pokroku bioanalýzy (2009-2014)." Analytická a bioanalytická chemie, Springer Berlin Heidelberg, 2015, k dispozici zde. Přístup k 28. srpnu 2017.
2. „Elektroforéza.“ University of Leicester, 8. ledna 2009, k dispozici zde. Přístup k 28. srpnu 2017.
3. „Gelová elektroforéza.“ Khan Academy, k dispozici zde. Přístup k 28. srpnu 2017.

Obrázek se svolením:

1. „elektroforéza na DNA agarózovém gelu“ od školy přírodních zdrojů z Ann Arbor - laboratoř DNA (CC BY 2.0) přes Commons Wikimedia
2. „Schéma elektroforézy kapilárního gelu“ autor Chem4066sp13 - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia