¿Cuáles son algunas características únicas del proceso de electroforesis?

Es difícil saber qué es lo que se quiere por “único”, así que solo sacaré algunos hechos divertidos sobre la electroforesis en general, o características inusuales dentro del proceso general de la electroforesis.

Una es que, electroquímicamente hablando, lo que en realidad hay allí es parte de la corriente iónica que absorben las grandes moléculas cargadas que se electroforetizan. Por lo general, cuando piensas en la conducción iónica, piensas en iones pequeños en solución que llevan las corrientes + y – y la posibilidad de reacciones redox en los electrodos. La redox de esas moléculas no es una consideración con la electroforesis (aunque se obtienen burbujas de oxígeno e hidrógeno), pero el hecho de que las macromoléculas transporten parte de la corriente es un factor. A continuación, puede analogizar la solución a un conjunto de resistencias conectadas en paralelo, presentando los diferentes iones diferentes valores de resistencia. Esta es una de las razones por las que debe ser preciso y consistente en la creación de soluciones tampón de electroforesis: importa qué son los iones pequeños y cuáles son sus concentraciones, la cantidad de corriente y, por lo tanto, las tasas de migración de las macromoléculas que está intentando a electroforesis. Por supuesto, el búfer también tendrá efectos en las cargas netas de esas macromoléculas, que es la otra razón por la que necesita precisión y consistencia en la creación de los búferes.

Hay otros factores que pueden contribuir a las incoherencias. Si está realizando la electroforesis en un gel, el grosor del gel afecta la conductividad eléctrica, por lo que debe proyectar el gel uniformemente en toda su longitud y especialmente en su ancho. Si está electrophoresing en papel, con los extremos en tanques de buffer, necesita asegurarse de que no hay un flujo neto de buffer de sifonaje a través del papel de un extremo a otro (o peor, en todo su ancho), porque entonces usted estar viendo algo de cromatografía junto con electroforesis. Nunca he hecho una electroforesis de capa delgada, pero podría haber consideraciones similares a aquellas para las que se debe controlar; principalmente, mi comprensión es que los efectos de la temperatura en la electroforesis TL son los más importantes, de ahí la necesidad de una placa de enfriamiento debajo. (2-D TLC es mucho más reproducible que 2-D en papel.)

La conducción iónica no es, sin embargo, el único factor que mueve sus materiales de interés. La avalancha de iones de diferente masa hacia un electrodo u otro puede causar un desplazamiento neto de la masa de solutos en una dirección, lo que conduce a una corriente de agua en el otro sentido para compensarla. Entonces, incluso una macromolécula eléctricamente neutra será cromatografiada ligeramente por esta corriente de masa. Creo que las soluciones utilizadas para los distintos tipos de macromoléculas a electroforesis (proteínas nativas, proteínas en SDS, ácidos nucleicos) se eligen para minimizar ese efecto.

Se han desarrollado ciertas formas de onda (AC mezclado con DC) para sustituir a la corriente directa pura al ayudar a separar algunos de los fragmentos de ADN más grandes. No recuerdo la teoría exacta, pero de alguna manera los repetidos empujones de las moléculas producen una mayor discriminación, algo así como sacudir un recipiente de partículas sólidas ayuda a la gravedad a tamizarlas por tamaño. Creo que podría haber tenido que ver con la reorientación de las moléculas grandes para deslizarse a través del gel mejor.

El aparato de electroforesis es uno de los ejemplos de la raqueta que constituye el equipo de laboratorio. El margen de ganancia en algunos de los equipos debe ser gigantesco. Las fuentes de alimentación, OK, son instrumentos de precisión (aunque mi experiencia es que necesita verificar periódicamente la deriva de voltaje durante una carrera); pero los tanques son simplemente artículos fabricados que se venden a un alto precio. Mi Ph.D. El mentor golpeó la raqueta al tener tanques y placas para fundir y hacer correr geles de poliacrilamida verticales y geles de agarosa horizontales en vidrio y plástico por fabricantes locales. Eran un tanto toscas en cuanto a que necesitaban vaselina para sellar las placas para moldear geles verticales, a diferencia de las juntas de goma que tenían las hechas a la medida, por lo que tuvieron un poco más de cuidado, pero los ahorros en costos fueron sustanciales. Hace una década pensé en entrar en ese negocio. Dibujé los planos para un fabricante de plástico local, puse los precios de los electrodos de un proveedor en la misma calle y pensé que podría limpiar los precios de los proveedores de equipos de laboratorio. Luego pensé en lo que tendría que hacer para empezar a venderlos: conseguir puestos en conferencias científicas, publicitarlos, utilizarlos en algunos laboratorios para su aprobación, y parecía demasiado desalentador. Estaba un poco demasiado adelantado, porque ahora aprovechando las oportunidades de estilo de garaje para hacer biotecnología (incluso como hobby), dado que algunos métodos se han vuelto más baratos, hay un negocio californiano llamado The Odin que hace lo que yo quería. hacer con esto Probablemente sea más fácil para una startup de garaje acercarse a otras startups de garaje con este tipo de cosas.

La electroforesis es la técnica más importante utilizada por los biólogos moleculares. La electroforesis con ácido desoxirribonucleico (ADN) se utiliza para mapear el orden de los fragmentos de restricción dentro de los cromosomas y para analizar la variación del ADN dentro de una población por polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLP). Es la forma más efectiva de separar fragmentos de ADN de diferentes tamaños desde 100 pb a 25 kb (1). Las moléculas de ADN se separan por tamaño dentro de un gel de agarosa en un patrón tal que la distancia recorrida es inversamente proporcional al logaritmo de su peso molecular.