الکتروفورز چیست ؟

الكتروفورز مي تواند يك بعدي يا دو بعدي باشد. الكتروفورز يك بخشي براي جداسازي اغلب پروتئين‌هاي روتين و اسيد نوكلئيك استفاده مي شود. بخش دوم الكتروفورز براي جداسازي پروتئين هايي كه در اثر انگشت هستند استفاده مي شود. محيط كمكي براي الكتروفورز مي تواند در ژل در لوله يا در ورقه هاي صاف خوابيده تشكيل شود لوله ها براي جداسازي يك بعدي استفاده مي شوند و زماني كه ورقه ها فضاي سطحي بلندي را اشغال مي كنند براي جداسازي دو بعدي بهترند. شكل 1-4 نوعي واحد الكتروفورز ورقه اي تخت را نشان مي دهد. زماني كه  ديترجنت SDS سديم دو دسيل سولفات با پروتئين ها استفاده مي شود، همه پروتئين ها داراي بار منفي مي شوند به وسيله وابستگي به آنيون سديم دودسيل سولفات در زمان جدا سازي با ژل پلي آكريلاميد طرز عمل و رويه با پلي آكريلاميد ژل الكتروفورز خلاصه مي شود اين تكنيك براي تعيين وزن مولكولي استاندارد شده است. ژل هاي پلي آكريلاميد از پليمريزه كردن دو تركيب تشكيل شده اند. آكريلاميد و N , N متيلن بيس آكريلاميد.

الكتروفورز مي تواند يك بعدي يا دو بعدي باشد. الكتروفورز يك بخشي براي جداسازي اغلب پروتئين‌هاي روتين و اسيد نوكلئيك استفاده مي شود. بخش دوم الكتروفورز براي جداسازي پروتئين هايي كه در اثر انگشت هستند استفاده مي شود. محيط كمكي براي الكتروفورز مي تواند در ژل در لوله يا در ورقه هاي صاف خوابيده تشكيل شود لوله ها براي جداسازي يك بعدي استفاده مي شوند و زماني كه ورقه ها فضاي سطحي بلندي را اشغال مي كنند براي جداسازي دو بعدي بهترند. شكل 1-4 نوعي واحد الكتروفورز ورقه اي تخت را نشان مي دهد. زماني كه  ديترجنت SDS سديم دو دسيل سولفات با پروتئين ها استفاده مي شود، همه پروتئين ها داراي بار منفي مي شوند به وسيله وابستگي به آنيون سديم دودسيل سولفات در زمان جدا سازي با ژل پلي آكريلاميد طرز عمل و رويه با پلي آكريلاميد ژل الكتروفورز خلاصه مي شود اين تكنيك براي تعيين وزن مولكولي استاندارد شده است. ژل هاي پلي آكريلاميد از پليمريزه كردن دو تركيب تشكيل شده اند. آكريلاميد و N , N متيلن بيس آكريلاميد.

تمركز بيشتر ژل باعث كوچكتر شدن اندازه منفذ ژل و جداسازي بهتر ملكولهاي كوچك مي شود. درصد ژل مورد استفاده بستگي به وزن مولكولي پروتئين مورد جداسازي دارد.

سيستم هاي كاتيوني و آنيوني

آنيون ها اجازه دارند كه به سمت آند بروند و به اين سيستم آنودي مي گويند. كاتيون ها اجازه دارند كه به سمت كاتد بروند و به اين سيستم كاتدي مي گويند.

در طراحي پروتكل الكتروفورز دو سيستم نزديك به هم طراحي شده است يكي ستون الكتروفورز كه از ژلهاي لوله مانند در لوله هاي شيشه اي تشكيل شده است و ديگري ژل هاي تخت كه از ژل تخت بين دو صفحه شيشه اي تشكيل شده است. مزاياي ژل هاي تيوبي در حركت ملكولها از طريق ژل ها كمتر مستعد و مهياست تا حركت افقي و بنابراين گسترش آرامي در تجزيه و تحليل باندها به خصوص در پروتئين ها وجود دارد و از نظر اقتصادي هم  به صرفه است زيرا نسبتا آسان است براي ساختن اين سيستم مي توان در خانه از مواد قابل دسترس استفاده كرد. با وجود اينكه ژل هاي تخت مزايايي دارند كه اجازه مي دهند براي تجزيه هاي دو بعدي از آنها استفاده شود جدا كردن چندين نمونه به طور همزمان در يك ژل وجود دارد. ژل هاي تخت طوري طراحي شده اند كه چندين راه باريك دارند كه نمونه ها به طور موازي حركت كنند. اندازه و تعداد راه ها مي تواند مختلف باشد زماني كه نمونه ها در يك محيط حركت مي كنند كمترين همانندي نمونه هاي مختلف منجر به تغييرات جزئي در ساختار ژل مي شود. ژل تخت تكنيكي براي تجزيه هاي لكه‌اي و تجزيه هاي اتوراديوگرافيك است. نتيجتا براي عمليات آزمايشگاهي روزمره مثل تجزيه نوكلئيك اسيدها و كنترل هاي آنتي ژني ژل هاي تخت مناسبند. قابليت استفاده و قيمت تجاري ژل تخت باعث استفاده بيشتر از اينها شده و به ندرت از ژل لوله اي استفاده مي شود. تئوري و عمليات ژل تخت با ژل لوله اي الكتروفورز يكسان است و اين كه از كدام سيستم استفاده كنيم بستگي بيشتر به تجهيزات موجود دارد.

استفاده اصلي از ژل ها بعنوان محيط جدا كننده كه شامل استفاده از يك ژل با پوشش PH است. مولكولها به وسيله حركتشان در پايه از طريق ماتريكس ژل تنها جدا مي شوند اين سيستم امروزه فقط گاهي در آزمايشگاهها استفاده مي شود. و با سيستم هاي ژل چندتايي بدون دنباله جايگزين شده است. در سيستم هاي ژل چندتايي ژل جدا كننده به ژل توده اي و ژل نمونه انتخابي اضافه مي شود. اين ژل ها مي توانند تجمع متفاوتي در يك محيط كمكي داشته باشند. يا ممكن است به طور كلي عامل هاي متفاوتي داشته باشند. تفاوت كليدي در جداسازي ملكولها زماني كه آن ها به ژل جدا كننده وارد مي شوند است ژل جدا كننده تجمع خواهند كرد. اين منطقه در ژل توده كننده در محدوده ميكرون تا ميليمتر است. زماني كه پروتئينها در باندهاي تجمع توده مي شوند آنها به مهاجرت ادامه مي دهند براي رسيدن به ژل جداكننده تا باندهاي باريك تشكيل دهند. باندها سپس از يكديگر جدا مي شوند.

ابتدا باندهاي پروتئين به ژل جدا كننده وارد مي شوند جداسازي باندها با يون هاي عبوري از طريق ستون ژل در جفت افزايش مي يابد هر يون در اين جفت داراي پلاريته بار يكسان مانند پروتئين هستند. ولي متفاوت در بزرگي بار هستند. يك يون بزرگي بار بيشتي از پروتئين دارد. در حالي كه ديگري بزرگي بار كمتري از پروتئين دارد. يوني كه بار بيشتري دارد تندتر حركت مي كند و بنابراين يون رهبر خواهد بود و يون با بار كمتر يون دنباله رو خواهد بود در سيستم هاي آنيوني يونهاي كلر و گليسينات از مخزن بافر (تريس گليسين) مشتق مي شوند يون رهبر معمولا كلر و گليسينات يون دنباله رو است طرح اين سيستم آنيوني در شكل 4-3 نمايش داده شده است. يون كلر اول به ژل جدا كننده وارد مي شود و به سرعت از ژل خارج مي شوند سپس پروتئين و بعد يون گليسينات يون گليسينات پروتئين را خارج مي سازد و در آخر يك پوشش گراديان ولتاژ خطي با ژل مي سازد. پروتئين ها سپس خودشان را با اين شيب بر طبق بار و اندازه شان جور مي كنند.

زماني كه ژل هاي آكريلاميد براي تجزيه پروتئين ها استاندارد شدند آنها كمتر براي اسيدهاي نوكلئيك با وزن مولكولي بالا مناسب بوده اند به اين منظور براي جداسازي مناسب اين مولكولهاي بزرگ تجمع آكريلاميد نياز به كاهش تا سطحي كه مايع باقي بماند دارد.

ترمينولوژي براي تكنيكهاي تجزيه اي، مهاجرت الكتروني با لوله موئينه:

1- جداسازي خوب است

3- مقدار نمونه مورد نياز بسيار كم است

طول كاپيلاري بين 20 تا 100 سانتيمتر و قطر داخلي 20 تا 100 ميكرومتر استدر جداسازي ملكولهاي كوچك كاپيلاري فيوزسيليكاي غير پوشش دار استفاده مي شود. دما و PH و قدرت يوني محلول روي توزيع تاثير مي گذارد. در آينده كانالهاي ميكرو با ساختار چيپ مانند براي تكنيكهاي مهاجرت الكتروني كاپيلاري با گسترش نانوتكنولوژي استفاده مي شود. اضافه شونده هايي مثل حلال هاي آلي- سيكلودكسترين يا پليمرها براي كنترل مهاجرت يا توليد پيك تيز به كار مي روند. سيكلودكسترين همچنين بعنوان قسمتي از پوشش ديواره نيز به كار مي رود. با استفاده از ملكولهاي انتخاب گر كايرال در سيستم ژل مي توانيم ملكولهاي كوچك كايرال را جدا كنيم. در كاپيلاري الكتروفورز جداسازي در ستون كاپيلاري با پك هاي مخصوص يا با مواد مونوليت است.

مونوليتها جداسازي عالي در زمان كوتاه انجام مي دهند براي اينكه ستون با ذرات خيلي ريز پر نشود از مونوليت كه از ميله هاي متخلخل يك پارچه از جنس سيليكا با دو نوع حفره است استفاده مي شود. جريان الكترواسمز ناشي از باردار بودن ديواره كاپيلاري است. گونه هاي مثبت هدف گيري به سمت جداره لوله مي كنند در نزديك جداره چون مثبت هستند تمايل به قطب منفي هم دارند بنابراين حركت مي كنندو گونه هاي خنثي و منفي را در اين مسير مي كشانند و در كاتد جمع مي كنند. بارهاي مثبت هم به لحاظ جريان الكترواسمزي و هم جريان الكتروفورزي به قطب منفي مي روند در نتيجه بارهاي مثبت زودتر از همه سيگنال آنها آشكار خواهد شد و به دتكتور مي رسند جريان الكترواسمزي در نهايت به جريان الكتروفورزي مي چربد در كاپيلاري الكتروفورز ضريب اصطكاك ناشي از حلال است كه پديده حلال پوشي را انجام داده است  و ضريب اصطكاك با سرعت حركت گونه رابطه عكس دارد. اساس الكتروفورز بر مبناي مهاجرت يونها در ميدان الكتريكي در محلول بافر در لوله مويينه است. تكنيكهاي مهاجرت الكتروني كاپيلاري

CZE: كاپيلاري الكتروفورز منطقه اي. الكتروفورز معمولي است و تركيب بافر ثابت است. براي جداسازي يونهاي كوچك كربوهيدراتها و امينواسيدهاي كوچكتر استفاده مي شود. نمونه به صورت يك باند باريك جداسازي مي شود كه اطراف آن را بافر احاطه كرده است وقتي ميدان الكتريكي اعمال مي شود هر كدام از اجزاي شركت كننده نمونه به صورت منطقه هاي متفاوتي جدا مي شوند جداسازي بر اساس تحرك آن گونه هاست از معايب اين روش اين است كه ملكولهاي خنثي جدا نمي شوند.

CSE: كاپيلاري الكتروفورز الك كردن

CEG: كاپيلاري ژل الكتروفورز

CIEF كاپيلاري ايزوالكتري فوكاسينگ

CITP كاپيلاري ايزوتاكوفورز:

EKC الكتروكينتيك كروماتوگرافي:

MEKC ميسلار الكتروكينتيك كروماتوگرافي:

MEEKC ميكرو مولژن الكتروكينتيك كروماتوگرافي:

CEC كاپيلاري الكتروكروماتوگرافي

انتخاب پذيري اين روش از دو روش CE و LC بيشتر است و لوله هاي فيوزسيليكا از پركننده هايي مثل متيل آكريلاميد پر شده اند.

A: نفوذ گردابي است و مستقل از سرعت حركت فاز متحرك است. نمونه به همراه فاز متحرك پايين مي آيد و مسير مارپيچي طي مي كند. نفوذ گردابي به نوع پر كردن بستگي دارد. اگر پركردن ستون نامنظم باشد و ذراتي كه داخل ستون مي ريزيم ابعاد مختلف داشته باشند فضاهاي خالي زياد و نمونه از آن فضاها عبور كند باعث پهن شوندگي مي شوند و نمونه با زمانهاي متفاوت به دتكتور مي رسند.

B: نفوذ طولي است و با سرعت نسبت عكس دارد. اگر سرعت خيلي زياد باشد نمونه فرصت زيادي براي پخش شدن در جداره هاي مختلف ندارد. و اگر سرعت را كم بكنيم احتمال نفوذ زياد مي شود و به خاطر كشش سطحي به ديواره ستون كشيده مي شود. زمان بازداري طولاني تري را خواهد داشت.

در الكتروفورز به جاي اينكه از فلوي فشاري استفاده كنيم از فلوي الكتريكي استفاده مي كنيم و دو طرف ستون ميدان الكتريكي قرار مي دهيم گونه هاي مثبت به سم قطب منفي مي روند و برعكس. الكتروفورز اعمال جريان الكتريكي به جاي فشار در سيستمهاي كروماتوگرافي مايعي است. اعمال جريان به سادگي نيست و اختلاف تحرك يونها براي مهاجرت از طريق جاذبه يا دافعه در ميدان الكتريكي باعث جداسازي در سيستم الكتروفورز مي شود. در الكتروفورز علت اصطكاك حلال است و حلال معمولا آب است. در كاپيلاري الكتروفورز دو بشر حاوي محلولهاي بافر هستند محلولهاي بافر تنظيم كننده PH هستند. طول كاپيلاري 60 سانتيمتر و قطر داخلي آن 75 ميكرومتر است. در شيشه نمونه قرار دارد و سيستم بالايي دتكتور ماوراء بنفش است. سيستم در داخل آون دماپا در حدود 20 تا 30 درجه سانتيگراد قرار دارد. دما روي تحرك يونها تاثير مي گذارد. بار جداره كاپيلاري منفي است. اولين لايه اطراف گونه (لايه مثبت)بارهاي مثبت نمونه و بار منفي جداره كاپيلاري است. بقيه بارهاي مثبت تمايل دارند به جداره منفي نزديك بشوند بنابراين متحركند و بار مثبت در نزديك جداره بيشتر از وسط لوله است.

تجزيه آمينواسيدها در سيالهاي بدن شامل جداسازي مخلوطي از اسيدها، بازها و تركيبات خنثي است. زماني كه بيشتر آمينواسيدها به جز فنيل آلانين، تيروزين، تريپتوفان نياز به گروه قوي كروموفوريك دارند جذب مستقيم يا آشكار كردن فلورسانسي ممكن نيست و مشتق شدن به طور معمول براي كميت استفاده مي شود.

1- نياز به استفاده از گراديان شتستشو براي جداسازي تركيبات مورد نياز در مدت زمان لازم

3- حجم تزريق نسبتا زيادي براي تجزيه نياز است.

1- تجزيه سريع بدون احتياج به گراديان شستشو

3- هدر شدن ناچيز حلال

5- استفاده گسترده از نمونه هاي آبكي كه تاثير جداسازي CE را افزايش مي دهند

روشها و مواد:

براي اين منظور سيستم ليزر مفيد است زيرا منبع نور تهيه مي كند به طور گسترده تعداد زيادي پرتوهاي نوري موازي از مونوكروماتيك راديويي با قدرت خروج چندين وات. در سيستمهاي آشكار ساز LIF قدرت تهييج شايد افزايش يابد 4 تا 6 برابر بزرگي مقايسه با آشكار كردن فلورسانس قراردادي. نتيجتا نسبت سيگنال به نويز خيلي بهتر مي شود. ضمنا پيش زمينه سيگنال نويز احتمالا بالا مي رود به خوبي نتيجه تشديد كردن پراكندگي تهييج راديويي. لابراتورهاي مختلف آشكار سازهاي LIF را در چند سال گذشته گسترش داده اند. آنها ابتدا از HPLC استفاده كرده‌اند و بعدا از CE .

طرز تهیه متیل اورانژ یا نارنجی متیل - شنبه بیست و هفتم فروردین 1390
دانلود برنامه PDMS 11.5 همراه با کرک - جمعه بیست و ششم فروردین 1390
صفحه ي شطرنج و پاداش مخترع آن - جمعه بیست و ششم فروردین 1390
گشایش شانزدهمین نمایشگاه نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی‌ - جمعه ششم فروردین 1390
بدون منت مرغ ، تخم مرغ بسازید + آموزش تصویری !! - پنجشنبه بیست و پنجم فروردین 1390
تصاویری جالب از میوه هایی که تا بحال ندیده اید!! - پنجشنبه بیست و پنجم فروردین 1390