منبع تغذیه یا پاور سوپلای الکتروفورز چیست و چگونه کار می کند

منابع تغذیه دارای انواع مختلفی هستند که برای مقصود خاصی طراحی شده اند. اصلی ترین کاری که منابع تغذیه انجام می دهند، تامین انرژی الکتریکی دستگاه مورد نظر است. منبع تغذیه یا پاور سوپلای الکتروفورز هم یک نوع منبع تغذیه است که بیشتر مورد استفاده در آزمایشگاه های بیولوژیکی و تشخیص طبی به کار می رود.

الکتروفورز چیست و چگونه کار می کند؟

قبل از تعریف پاور سوپلای الکتروفورز یا منبع تغذیه الکتروفورز می توان گفت که، الکتروفورز یک تکنیک و روش جداسازی است که بر اساس تحرک یون ها در میدان الکتریکی است. عملکرد آن به این صورت است که باعث می شود یون های با بار مثبت به سمت یک الکترود منفی و یونهای با بار منفی به سمت یک الکترود مثبت به اصطلاح مهاجرت کنند. یونها با توجه به میزان بار الکتریکی، اندازه و شکل آنها دارای نرخ های مهاجرت متفاوت هستند و بنابراین می توانند از هم جدا شوند. این تکنیک مخصوصا برای ماکرومولکول ها، مانند پروتئین ها استفاده می شود. شارژ یا بار منفی به این مولکول ها اضافه می شود تا آنها به سمت الکترودهای مثبت حرکت کنند.

ابزار دقیق الکتروفورز

یک دستگاه الکتروفورز، شامل یک منبع ولتاژ بالا (پاور سوپلای الکتروفورز)، الکترودها، بافر و پشتیبانی از بافر مانند کاغذ فیلتر، نوار استات سلولز، ژل پلی آکریل آمید یا یک لوله مویرگی است. لوله های مویرگی باز برای انواع مختلفی از نمونه ها استفاده می شود و دیگر پشتیبانی ها معمولا برای نمونه های بیولوژیکی مانند مخلوط پروتئین یا قطعات DNA استفاده می شود. بعد از اینکه جداسازی کامل می شود پشتیبانی برای نمودار کردن و نمایش دادن نتیجه رنگی می شود. رزولوشن را می توان با استفاده از تمرکز ایزوالکتریک بهبود داد. در این روش، ژل حمایت کننده یک گرادیان pH را حفظ می کند. هر زمان که یک پروتئین به پایین ژل می رود، به یک pH که برابر با نقطه ایزوالکتریک آن است، می رسد. در این PH پروتئین خنثی است و دیگر حرکتی نمی کند، برای مثال بر روی یک نوار تیز روی ژل متمرکز می شود.

تکنیک های خاص الکتروفورز شامل سه مورد است: الکتروفورز دیسک، الکتروفورز مویرگی، الکتروفورز ژل است که هر کدام روشی برای جداسازی هستند. در تمامی این روش ها و دستگاه های آنها نیازمند وجود پاور سوپلای الکتروفورز یا منبع تغذیه است که انرژی اولیه را برای شروع و حرکت ذرات تامین کند.

منبع تغذیه و کارکرد آن به زبان ساده

اگر بخواهیم در مورد منابع تغذیه به صورت کلی و به بیان ساده معرفی داشته باشیم، می توان اینگونه عنوان کرد که، منبع تغذیه یک جز سخت افزاری است که توان یا انرژی الکتریکی را به یک دستگاه الکتریکی متصل می کند. منبع تغذیه جریان AC را به DC که قابل استفاده برای دستگاه های الکتریکی باشد تبدیل می کند. چون منبع تغذیه اولین جایی است که یک وسیله الکترونیکی برق را دریافت می کند، پس آسیب پذیرترین بخش برای موج و ضربه های برق است. بنابراین، منابع تغذیه ای طراحی شده اند تا نوسانات جریان الکتریکی را کنترل کنند و همچنان یک خروجی قدرتمند تنظیم شده یا پایدار ارائه دهند. برخی شامل فیوزهایی هستند که اگر جریان سریع و غیر عادی خیلی بزرگ باشد منفجر می شود تا از بقیه قطعات محافظت کند. بنابراین عاقلانه است که تمام لوازم الکترونیکی را به یک محافظ برق یا UPS برای محافظت در برابر ضربه های برق متصل کنیم.

پاور سوپلای الکتروفورز

قطعه اضافی سخت افزار مورد نیاز برای الکتروفورز و تصویربرداری، منبع تغذیه الکتروفورز است. پاور سوپلای الکتروفورز با ولتاژ بالا به یک مخزن الکتروفورز متصل می شود تا میدان الکتریکی بین دو الکترود برقرار شود. منبع تغذیه الکتروفورز به طور معمول دارای یک ولتاژ خروجی متغیر است که کاربر را قادر می سازد ولتاژ خروجی را برای مخازن ژل مختلف و یا موارد دیگر، اندازه گیری کرده و ولتاژ را برای نتایج بهینه و راحتی تغییر دهد.

پاور سوپلای الکتروفورز دارای ویژگی هایی مانند: تابع “ژل محافظ” که مانع پخش باند بعد از چرخه زمانی می شود، عملیات به موقع یا مداوم توسط منبع تغذیه انجام می شود و در صورت قطع برق DC می توان مجدد از سر گرفت و یا در صورت نیاز در حین عملیات مکث کرد، دارای گزینه های مختلف خروجی ولتاژ، ولتاژ ثابت یا گزینه های جریان، حفاظت از دستگاه در برابر جریان و ولتاژ بیش از حد است. محدوده ولتاژ خروجی برای دستگاه های پاور سوپلای الکتروفورز بین ۳۵-۲۲۰ ولت DC است و بعضا دارای خروجی جریان تا ۴۰۰mA می باشد که بسته به نوع دستگاه الکتروفورز مورد استفاده و کارکرد آن می تواند متغیر باشد. قابل برنامه ریزی توسط کاربر و زمان قابل تنظیم عملیات ۱ تا ۶۰ دقیقه، دارای قابلیت اعلام زمان پایان عملیات، امکان اتصال تا ۳ دستگاه به منبع تغذیه الکتروفورز وجود دارد. از این رو می توان برای مثال از سه مدل دستگاه الکتروفورز همزمان استفاده کرد.

دستگاه  پاور سوپلای الکتروفورز دارای انواع، basic که برای کاربردهای اساسی مانند الکتروفورز ژل افقی و مینی عمودی غوطه ور است، ولتاژ بالا، جریان بالا می باشد که می توان هر کدام را که مناسب عملیات جداسازی مورد نظر است انتخاب و استفاده کرد.