هر آنچه در رابطه با الکتروفورز باید بدانیم + راهنمای خرید

شرکت پدیده نوژن پارس > هر آنچه در رابطه با الکتروفورز باید بدانیم + راهنمای خرید

دستگاه الکتروفورز در دنیای پزشکی و زیست شناسی از کاربردهای بسیاری برخوردار است. با استفاده از این روش تفکیک و جداسازی مولکول ها طی فرآیندی صورت خواهد گرفت. انواع مختلفی را می توان برای آن معرفی کرد که الکتروفورز ژل آگارز، پلی اکریل آمید، دوبعدی، عادی، هموگلوبین و پروتئین، افقی و عمودی، DNA و هوشمند نمونه ای از آن ها شناخته می شوند. تانک های وسترن بلات و تیوب ژل نیز در این فرآیند براساس کارایی های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این تکنیک از کاربرد و مزیت های متعددی برخوردار است که یکی از مهم ترین آن ها کم هزینه بودن برخی از روش های مربوط به آن می باشد.

الکتروفورز چیست؟

الکتر‌وفورز

از روش های ارزان و موفقیت آمیز برای جداسازی مولکول ها روشی است به نام الکتروفورز که در آن تفکیک و جداسازی گروه های پروتئینی نیز به صورت دقیق صورت می گیرد. این روش کاربردهای بسیاری دارد و از مزیت های بسیاری برخوردار است. همان طور که اشاره کردیم با استفاده از این روش می توان به جداسازی مولکول ها اقدام کرد که این عملیات از طریق یک میدان الکتریکی درون یک شبکه متخلخل صورت می گیرد. با توجه به اندازه و ابعاد مولکول ها و نوع آن ها سرعت حرکت مولکول ها در این شبکه متفاوت می باشد.

شبکه متخلخلی که در این روش وجود دارد شامل مایعی محبوس شده درون خود می باشد. حرکت مولکول های نمونه با اعمال اختلاف پتانسیل در دو سمت این شبکه صورت خواهد گرفت. نکته ی مهم در رابطه با جداسازی مولکول ها این است که با تکیه بر سرعت آن ها به راحتی می توان به این مهم دست یافت. برای عبور جریان الکتریسیته در این روش از ژل استفاده می شود که آن را در محفظه بافری جاسازی می کنند. در بخش های مختلف شبکه متخلخل پس از انجام این روش مولکول های پروتئینی تفکیک شده را مشاهده خواهید کرد.

تاریخچه الکتروفورز

از مهم ترین موضوعات در رابطه با روش الکتروفورز، تاریخچه ی این روش است که در این بخش به بیان توضیحاتی در این رابطه خواهیم پرداخت. فردیناند فردریک فردی است که در قرن ۱۸ میلادی این روش را با تکیه بر حرکت دانه های رس کشف نمود. این فرد تحقیقات بسیاری بر روی این روش به انجام رساند و در ادوار مختلف نیز افراد شناخته شده ای این روش را با تغییرات محسوسی به جهان معرفی کردند. گسترش این دستگاه در قرن نوزدهم میلادی توسط تیسلیوس صورت پذیرفت.

 

بررسی زیست شناسی از مهم ترین کاربردهای این روش علمی است که در قرن ۲۱ این موضوع به اثبات رسید. جالب است بدانید که در قرن ۲۱ پیشرفت های قابل توجهی در این روش مشاهده شد. از مهم ترین کاربردهایی که روش الکتروفورز دارد می توان به استفاده از آن در عملیات شیمیایی و همچنین بیوشیمی اشاره نمود. زیست شناسی مهم ترین حوزه در این روش شناخته می شود که هم اکنون نیز پس از قرن ها تحقیقات بسیاری در این زمینه صورت می پذیرد. در ادامه با ما همچنان همراه باشید تا با مزایا و کاربردهای این روش بیشتر آشنا شوید.

الکتر‌وفورز

مزایا و کاربردهای الکتروفورز

الکتر‌وفورز

برای روش الکتروفورز که از مطمئن ترین روش های آزمایشگاهی است، چندین مزیت و کاربرد را می توان برشمرد که در این بخش به چند مورد از آن ها اشاره خواهیم کرد. در این روش به راحتی می توان پروتئین ها را تعیین و تفکیک نمود. مراحل آنالیز نیز در هر زمان و مکانی به راحتی در این روش صورت می پذیرد. اطلاعات به دست آمده در این روش کاملاً با ارزش بوده و مراحل انجام آن هزینه های سنگینی به همراه نخواهد داشت. ارزان بودن این روش باعث شده است که بسیاری از محققین در میان دیگر روش های آزمایشگاهی آن را انتخاب نمایند.

 

ثابت نگه داشتن حرارت جزء موضوعات مهمی است که در این روش می بایست به آن توجه نمود. در صورتی که حرارت ثابت نگه داشته نشود، بی نظمی در این روش رخ داده و احتمال شکسته شدن شیشه الکتروفورز وجود خواهد داشت. کنترل بافرها، هشدار پایان تفکیک، خنک سازی الکترونیکی و چندین مزیت دیگر را می‌توان برای این دستگاه هوشمند عنوان نمود. در ادامه به خلاصه ی فرآیند این روش خواهیم پرداخت.

تانک های الکتروفورز

روش انجام تست الکتروفورز

تست الکتروفورز در چندین مرحله صورت می گیرد که در این بخش به طور خلاصه روش انجام آن را برای شما عزیزان بازگو خواهیم کرد. ۲۵ درجه سانتی گراد میزان دمایی است که می بایست نمونه مورد نظر را به آن رساند. در این روش ابزارهای مختلفی نیاز است که یکی از مهم ترین آن کاغذ ژله ای استات سلولز می باشد. به مدت ده دقیقه می بایست این کاغذ را با قرار دادن در بافر مخصوص نم دار نمود. قرار دادن میان دو کاغذ خشک کن برای کاهش میزان نم این کاغذ نیز از مراحل دیگر این روش محسوب می شود. نکته ی مهم اینجاست که در این مرحله کاغذ استات سلولز نباید خشک شود. از این کاغذ برای ۸ نمونه می توان استفاده نمود. انتقال نمونه بر روی کاغذ توسط اپلیکاتور از دیگر مراحل روش الکتروفورز محسوب می شود.

 

در زمان قرار دادن نمونه ها بر روی کاغذ می بایست فاصله استاندارد رعایت شود. از اطراف به اندازه یک سانتی متر و از لبه های کاغذ به میزان ۱٫۵ سانتی متر می بایست فاصله رعایت شود. قرار دادن ژل در داخل تانک به صورت پشت نیز مرحله بعدی است. در این مرحله می بایست به قرار گرفتن نمونه در سمت مناسب توجه نمود. کاتد سمتی است که نمونه باید در جهت آن قرار گیرد. کاغذ صافی و لامپ نیز برای ارتباط مناسب بافر در این روش استفاده می شوند. برقراری جریان الکتریکی با ولتاژ ۱۶۰ درجه مرحله بعدی است. افزایش جریان با استفاده مداوم بافرها صورت می گیرد که می بایست این بافرها تعویض شوند. خوانده شدن باندها پس از بیست دقیقه و خاموش شدن دستگاه صورت می گیرد.

الکتر‌وفورز

الکتروفورز عادی

الکتر‌وفورز

الکتروفورز عادی برای جداسازی مولکول و پروتئین ها مورد استفاده قرار می گیرد که دارای ویژگی های مختلفی است. کم هزینه بودن یکی از خصوصیات این دستگاه شناخته می شود. گرافیت بودن آند این دستگاه از مهم ترین مواردی است که باعث کاهش قیمت آن شده است.

الکتروفورز ژل

الکتروفورز روشی است که به طرق مختلف صورت می گیرد. در واقع انواع مختلفی برای این روش معرفی شده است که یکی از رایج ترین آن ها بر حسب ژل دسته بندی می شود. در این روش فاز ثابت در واقع یک محیط نیمه جامد یعنی ژل می باشد. در این روش دو نوع ژل وجود دارد که می توان در فرآیند جداسازی مولکولی از آن ها استفاده نمود.

 به عنوان مثال می توان به الکتروفورز ژل آگارز و پلی اکریل آمید اشاره کرد که هر کدام از فرآیند مشخصی برخوردارند. هر کدام از روش های عنوان شده دارای کاربردهای متنوعی می باشند. روش ژل پلی اکریل آمید که با نام اختصاری PAGE شناخته می شود از قدرت تفکیک بالاتری برخوردار است که در ادامه این بخش بیشتر به معرفی آن ها خواهیم پرداخت.

الکتر‌وفورز

انواع ژل الکتروفورز

الکتر‌وفورز

همان طور که اشاره کردیم این روش به طرق مختلف صورت می گیرد که براساس محیط نیمه جامد که همان ژل است مراحل تفکیک مولکول ها انجام می پذیرد. در این روش دو نوع ژل مورد استفاده قرار می گیرد که در بخش قبلی به معرفی آن ها پرداختیم. پلی اکریل آمید و آگارز دو نوع رایج شناخته می شوند که نوع اولی از قدرت بیشتری برخوردار است. غلظت ژل ها در میزان قدرت تفکیک پذیری آن ها تأثیر گذار می باشد.

برای این که بتوان اسیدها نوکلیئک و پروتئین ها را جداسازی نمود از ژل پلی اکریل آمید استفاده می شود. هر چه میزان غلظت این نوع ژل بیشتر باشد به مراتب مراحل تفکیک مولکول های پروتئینی بهتر صورت خواهد گرفت. از الکتروفورز ژل آگارز نیز برای تفکیک اسیدهای نوکلئیک استفاده می شود که این روش هزینه کم تری نسبت به نوع پلی اکریل آمید در بر خواهد داشت.

دستگاه الکتروفورز هوشمند

دستگاه الکتروفورز به صورت عادی و هوشمند طراحی شده است که نوع هوشمند آن نسبت به نوع عادی این دستگاه از مزیت های بیشتری برخوردار است. به عنوان مثال در نوع پیشرفته و هوشمند اتمام کار فرآیند جداسازی مولکولی به صورت هشدار اعلام خواهد شد. در این دستگاه مقدار بافرها تنظیم و همچنین کنترل خواهد شد.

در دستگاه هوشمند، تماس خودکار برقرار شده تا وضعیت بحرانی اعلام شود. با کم ترین حجم خنک سازی الکترونیکی صورت می پذیرد. هشدار قطع برق نیز از دیگر مزیت های دستگاه هوشمند محسوب می شود که در کنار دیگر مزیت و کاربردهایی که این دستگاه دارد قابل بحث می باشد. در کنار تمامی کاربردهای عنوان شده فرآیند این دستگاه نیز برای جداسازی مولکولی در شرایط ایده آل و مناسب تری صورت می گیرد که این موضوع برای بسیاری از محققین قابل اهمیت می باشد. در ادامه به معرفی الکتروفورز افقی و عمودی و تفاوت میان آن ها خواهیم پرداخت.

الکتر‌وفورز

سیستم یکپارچه الکتروفورز

الکتروفورز افقی و عمودی و تفاوت میان آن ها

الکتر‌وفورز

یکی از کاربردهای الکتروفورز، در علم پزشکی است. برای تشخیص DNA این روش بسیار کاربردی است چرا که باعث تفکیک و تجزیه عناصر می شود. نوع افقی و عمودی در این نوع روش دارای تفاوت های بسیاری می باشند که در این روش به بیان آن ها خواهیم پرداخت. در نوع عمودی پل اکریل آمید به دلیل ایجاد حباب در مسیر DNA کار برای بسیاری سخت و دشوار می‌شود. بسته شدن ژل درون ظرف به دلیل نبود زمان کافی برای تزریق آن از جمله مشکلاتی است که در این روش افراد با آن مواجه می شدند. احتمال پاره شدن ژل در زمان رنگ آمیزی و جدا نمودن شیشه ها در نوع عمودی وجود دارد.

 نیاز به مهارت بالا و هزینه های سنگین نیز از دیگر موضوعاتی است که بسیاری از مصرف کنندگان در این روش با آن مواجه می شدند. الکتروفورز افقی نسبت به نوع عمودی از مشکلات کم تری برخوردار است. در این روش نیاز به هزینه های سنگین و یا مهارت بالا برای طی کردن فرآیند نیست و همچنین این روش ساده و مفید تر انجام می پذیرد. بریگام و همکارانش این روش را برای نخستین بار ابداع نموده اند و در آن افقی قرار گرفتن سینی ژل تانک از مهم ترین ویژگی های این روش شناخته می شود. چسبیدن مواد شیمیایی ژل به سطح شیشه باعث انجام مراحل جداسازی می شود.

الکتروفورز دو بعدی

الکتروفورز دو بعدی تکنیکی است که در آن پروتئین ها براساس اندازه و همچنین خصوصیات نقطه ایزوالکترونیک از یکدیگر جداسازی می شوند. این روش در سال ۱۹۳۷ ابداع شد و در سال ۱۹۴۰ تحقیقات متعددی در این رابطه صورت گرفت. در دهه های چهل و پنجاه این روش با پیشرفت قابل ملاحظه ای روبه رو شد به طوری که قدرت تفکیک در آن افزایش یافت. در سال ۱۹۵۶ تفکیک پروتئین های سرم بر روی ژل نشاسته و کاغذ صورت پذیرفت. در این روش جداسازی پروتئین ها با کمک ایزوالکتریک فوکوزینگ صورت می گیرد. با کمک محلول آمفولیت ها ژل با گرادینت PH آماده و تهیه می شود.

 برای انجام این فرآیند نیاز به ولتاژ بالا خواهد بود. با این روش می توان شیب PH مناسبی در ژل ایجاد نمود که این موضوع باعث خواهد شد که در بخش های مختلف ژل با PH های گوناگونی مواجه شوید. فرآیند الکتروفورز با ولتاژ بالا پس از اضافه کردن پروتئین به ژل انجام خواهد گرفت. حرکت پروتئین ها بر روی ژل در این مرحله صورت می گیرد. برای جداسازی پروتئین ها براساس وزن مولکولی نیز می بایست از ژل پلی اکریل آمید استفاده نمایید. نقشه دو بعدی پس از رنگ آمیزی ژل از پروتئین ها حاصل خواهد شد.

الکتروفورز

الکتروفورز هموگلوبین و پروتئین

الکتروفورز

همان طور که در بخش های قبلی نیز عنوان کردیم روش الکتروفورز در علم پزشکی کاربردهای بسیاری دارد و از این روش برای تشخیص بیماری های گوناگون استفاده می کنند. از روش های رایج می توان به الکتروفورز هموگلوبین اشاره کرد. شناسایی و اندازه گیری اشکال مختلف و البته غیر طبیعی هموگلوبین توسط این آزمایش صورت می پذیرد. از دلایل اختلالات خونی ارثی کاهش گلوبین می باشد که با استفاده از این روش می توان به نتایج شگرفی دست یافت. انواع تالاسمی ماژور و مینور با تکیه بر این روش قابل شناسایی می باشند. برای تشخیص نوع هموگلوبین در این روش از جریان الکتریسیته استفاده می شود.

هزاران پروتئین در سرم وجود دارند که هر کدام از عملکرد خاصی برخوردارند. برای تفکیک پروتئین ها سرم و همچنین ادرار از الکتروفورز پروتئین استفاده می شود. این آزمایش برای تشخیص بیماری های مختلف از جمله سرطان، اختلالات کبد و روده، سوء تغذیه و همچنین بیماری های مزمن انجام می پذیرد که در طی آن اجزای مختلف پروتئین با قرار گرفتن در یک ماتریکس جداسازی می شوند. میدان الکتریکی باعث حرکت و تفکیک پروتئین ها خواهد شد. ژل آگارز در واقع همان ماتریکس این روش می باشد.

الکتروفورز DNA

برای جداسازی مولکول های DNA در روش های پزشکی از این روش استفاده می شود. بار منفی این مولکول ها باعث خواهد شد که در میدان الکتریکی به قطب مثبت جهش پیدا کنند. نسبت بار به جرم و همچنین شکل مولکول میزان سرعت آن را در این روش تعیین خواهد نمود. به دلیل این که این نسبت در مولکول هایDNA تقریباً یکسان است در الکتروفورز استاندارد امکان جداسازی سخت و دشوار خواهد بود بنابراین این عامل را می توان در جداسازی مد نظر داشت.

ژل های مورد استفاده در این روش اغلب از آگارز و پلی اکریل اسید می باشند که در خود حفره های متعددی را تشکیل داده اند. با استفاده از این حفره ها می توان حرکت مولکول DNA را مشاهده نمود. سرعت حرکت مولکول ها با کوچک تر بودن حفره ها افزایش خواهد یافت. جداسازی قطعات DNA در این روش تنها براساس اندازه صورت خواهد گرفت.

الکتروفورز

الکتروفورز آگارز

الکتروفورز

همان طور که در ابتدای این مطلب نیز عنوان کردیم الکتروفورز به طرق مختلف صورت می گیرد و کاربردهای متعددی دارد. یکی از این موارد با ژل آگارز می باشد که به منظور جداسازی اسیدهای نوکلئیک مورد استفاده قرار می گیرد. سرعت بالاتر در کنار هزینه های کم تر از مزیت های این روش نسبت به ژل پلی اکریل امید می باشد.

برای جداسازی قطعات بزرگ تر DNA اغلب از ژل آگارز در این روش استفاده می شود در صورتی که برای جداسازی قطعات کوچک تر روش پلی اکریل آمید مؤثر تر خواهد بود. میزان غلظت در تفکیک ژل ها بسیار مؤثر می باشد. از آگارز یک درصد برای جداسازی قطعات صد تا هزار جهت استفاده می شود.

الکتروفورز در میدان الکتریکی

الکتروفورز در میدان الکتریکی ضربان دار برای جداسازی مولکول های بزرگ از ۱۰۰ کیلو جفت مورد استفاده قرار می گیرد. به سه طریق می توان فرآیند جداسازی را به انجام رساند که می توان به UPFGE که در واقع الکتروفورز در میدان الکتریکی ضربان دار تک جهتی است به عنوان یکی از روش ها اشاره کرد. FIGE نیز روش بعدی است که در آن تفکیک و جداسازی در میدان الکتریکی معکوس صورت می گیرد. PFGE نیز انجام این روش در میدان الکتریکی ضربان دار می باشد. ساده ترین گزینه UPFGE می باشد چرا که در این روش با قطع و وصل کردن جریان می توان مولکول های بزرگ و کوچک را از هم تفکیک نمود.

 هر چه مولکول کوچک تر باشد به سرعت می تواند به شکل فضایی خود تبدیل شود در غیر این صورت نمی تواند از این میدان خارج شود. برای بررسی بیماری دیستروفی عضلانی از این روش استفاده می کنند. اگر بخواهیم در دامنه های زمانی حداقل مولکول های کوچک را تفکیک کنیم می توانیم از روش FIGE استفاده کنیم. با این روش امکان تفکیک مولکول هایی که دارای هشتصد کیلو جفت بار هستند امکان پذیر خواهد بود. معکوس شدن جهت میدان الکتریکی در این روش کاملاً مشهود است. دو میدان الکتریکی عمود بر هم در روش PFGE استفاده می شوند که جزء روش های متداول شناخته می شود. حرکت زیگزاگ مولکول ها در این روش به خاطر میدان های الکتریکی عمود بر هم می باشد. بیست هزار تا دو میلیون جفت بار را می توان اندازه و ابعاد مولکول هایی دانست که در این روش تفکیک می شوند.

الکتروفورز

کاربرد الکتروفورز در پزشکی

الکتروفورز

الکتروفورز در پزشکی از کاربردهای وسیعی برخوردار است به طوری که در چند سال اخیر پیشرفت های مهمی در این زمینه حاصل شده است. برای تشخیص بیماری های اختلال خونی و تعیین اندازه هموگلوبین از این روش بسیار استفاده می شود تا بتوان به تشخیص بیماری های همچون تالاسمی دست یافت. الکترو فورز پروتئینی نیز برای تشخیص مشکلات کبدی، روده ای و همچنین انواع سرطان در علم پزشکی بسیاری رایج است. از دیگر کاربردهای این روش در این علم می توان به پیوند عضو اشاره کرد.

این مهم با تشخیص پلاکت سازگار و همچنین انتقال آن انجام خواهد پذیرفت. برای اینکه بتوان تشابه خونی را تشخیص داد و همچنین به RH میان دهنده و گیرنده عضو پی برد این روش بسیار کاربردی است. قبل از این که انتقال ساترن صورت گیرد می توان به جداسازی DNA ژنومی اقدام نمود. تفکیک قطعات DNA نیز یکی از مواردی است که در علم پزشکی با استفاده از این روش می توان به آن دست یافت. تشخیص ژنتیک نیز جزء مواردی است که با استفاده از الکترو فورز می توان به آن پی برد. ابعاد و اندازه های مولکول های مختلف DNA را می توان با این روش تخمین زد.

تانک الکتروفورز

در روش الکتروفورز به وسایل و ابزارهای مختلفی نیاز خواهد بود که یکی از مهم ترین آن ها تانک الکترو فورز می باشد. انواع مختلفی از این تانک در این روش مورد استفاده قرار می گیرند که در بخش بعدی بیشتر به آن ها خواهیم پرداخت. در طول فرآیند نیاز خواهد بود تا بافر را ذخیره و نگهداری نمود که این مهم در تانکی مخصوص صورت می گیرد.

 این وسیله از ماده ای شفاف تولید می شود و دارای ابعاد مستطیلی شکل می باشد. اگر به داخل تانک توجه کنید متوجه دو قسمت خواهید شد که توسط تیغه جداسازی شده اند. دیوار متخلخل در هر کدام از بخش های این تانک به چشم می خورد که با استفاده از آن فرآیند الکترو فورز صورت خواهد گرفت. در ادامه به معرفی انواع این وسیله خواهیم پرداخت.

الکتروفورز

انواع تانک الکتروفورز

الکتروفورز

تانک الکتروفورز را می توان مهم ترین بخش در این روش معرفی کرد که خود به انواع مختلفی دسته بندی می شود. افقی، عمودی، تیوب ژل و تانک وسترن بلات را می توان انواع مختلف این وسیله در روش جداسازی و تفکیک مولکول ها معرفی نمود. آنژیوگرافی، نورترن­‌بلات و ساترن ­‌بلات را می توان از تکنیک هایی معرفی کرد که در آن ها جداسازی مولکول و پروتئین ها با استفاده از تانک های عمودی صورت می گیرد. با این نوع از تانک ها می توان بافر بیشتری را ذخیره سازی نمود. استفاده از نمونه های بیشتر و همچنین انواع ژل در تانک الکتروفورز افقی فراهم شده است.

این نوع تانک نیز از کارایی نوع عمودی برخوردار می باشد. از دیگر دستگاه های الکترو فورزی می توان به تانک تیوب ژل اشاره کرد که برای فرآیندهایی همچون ایزوالکتروفوکوسینگ (IEF) و D-ELECTROPHOREIS کارایی بسیاری دارد. وسترن بلات نیز نام یکی دیگر از انواع تانک در این روش شناخته می شود که دارای ابعاد و اندازه های مختلفی است و برای مهاجرت پروتئین ها بر روی ژل مورد استفاده قرار می گیرد.

مشتری های پدیده نوژن پارس

برخی از مشتری های ما که محصولات خود را از شرکت پدیده نوژن پارس تامین می نمایند.