الکتروفورز (به انگلیسی: Electrophoresis) به حرکات ذرات در یک مایع تحت میدان الکتریکی گویند. به سبب اینکه ماکرومولکول های زیستی مانند دی ان ای و پروتئین ها باردار هستند می توان با قرار دادن آن ها در یک میدان الکتریکی، آن ها را بر اساس خواص فیزیکی مانند شکل فضایی، وزن مولکولی و بار الکتریکی، تفکیک کرد. برای این منظور از روشی بنام الکتروفورز استفاده می شود. روش های مختلف الکتروفورزی برای تفکیک و مطالعه بیومولکول ها اعم از اسیدهای نوکلئیک یا پروتئین ها ابداع شده است.
از یک محیط نیمه جامد (ژل) به عنوان فاز ثابت استفاده می شود. این نوع الکتروفورز برحسب نوع ژل به کار گرفته شده به دو نوع الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید (PAGE) و الکتروفورز ژل آگارز تقسیم می شود. الکتروفورز PAGE دارای قدرت تفکیک بسیار بالائی بوده و برای تفکیک پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک به کار گرفته می شود. به منظور بررسی پروتئین ها با استفاده از PAGE، به سبب اینکه پروتئین ها دارای بارهای مختلفی هستند، معمولا برای اینکه تفکیک فقط براساس وزن مولکولی انجام شود به بافر ماده شیمیائی SDS (سدیم دو دسیل سولفات) اضافه می شود.
SDS مولکول بزرگی با بار منفی می باشد. این ماده باعث تغییر در ساختار پروتئین ها شده و به آن ها متصل می شود. به ازای هر دو اسید آمینه، یک مولکول SDS به پروتئین متصل می شود که باعث القاء بارمنفی متناسب با وزن مولکولی به پروتئین می شود. هرچه غلظت پلی اکریل آمید بیشتر باشد قدرت تفکیک ژل بیشتر خواهد بود و مولکول های دارای وزن مولکولی نزدیک به هم را بهتر تفکیک می نماید.
در دنیای پیچیده و شگفت انگیز زیست شناسی مولکولی و بیوشیمی، توانایی جداسازی، شناسایی و تجزیه و تحلیل مولکول های زیستی مانند DNA ،RNA و پروتئین ها از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است. یکی از قدرتمندترین و پرکاربردترین تکنیک ها برای دستیابی به این هدف، الکتروفورز نام دارد. این روش، که بر پایه حرکت مولکول های باردار در یک میدان الکتریکی استوار است، به دانشمندان اجازه می دهد تا مولکول ها را بر اساس اندازه، بار الکتریکی و حتی شکلشان از یکدیگر تفکیک کنند. الکتروفورز نه تنها در تحقیقات پایه، بلکه در تشخیص های بالینی، علوم قانونی و صنایع بیوتکنولوژی نیز کاربردهای گسترده ای دارد.
الکتروفورز (Electrophoresis) از دو واژه یونانی “الکترون” (که به بار الکتریکی اشاره دارد) و “فورزیس” (به معنای حمل کردن یا حرکت دادن) گرفته شده است. در اصل، این تکنیک از یک میدان الکتریکی برای به حرکت درآوردن مولکول های باردار در یک محیط یا ماتریکس استفاده می کند.
مولکول های زیستی مانند اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) به دلیل داشتن گروه های فسفات، دارای بار منفی خالص هستند و پروتئین ها نیز بسته به pH محیط و ترکیب اسیدهای آمینه شان، می توانند بار مثبت یا منفی داشته باشند.
هنگامی که مخلوطی از این مولکول ها در یک محیط مناسب (مانند ژل) قرار داده شده و تحت تأثیر یک میدان الکتریکی قرار می گیرد (با اتصال به یک منبع تغذیه الکتریکی یا پاورساپلای)، مولکول های دارای بار منفی به سمت الکترود مثبت (آند) و مولکول های دارای بار مثبت به سمت الکترود منفی (کاتد) حرکت می کنند. سرعت و مسافت حرکت این مولکول ها به چندین عامل کلیدی بستگی دارد:
مولکول های کوچک تر معمولا با سهولت بیشتری از میان منافذ ماتریکس عبور کرده و سریعتر حرکت می کنند.
هرچه بار خالص مولکول بیشتر باشد، نیروی الکتریکی وارد بر آن قویتر بوده و سریعتر حرکت خواهد کرد.
مولکول های با ساختار فشرده تر نسبت به مولکول های با ساختار باز و طویل، حرکت متفاوتی خواهند داشت.
ولتاژ بالاتر منجربه حرکت سریعتر مولکول ها می شود، اما گرمای بیش از حد نیز تولید می کند که می تواند مشکل ساز باشد.
ماتریکس های متداول مانند ژل آگارز یا پلی آکریل آمید، شبکه ای متخلخل ایجاد می کنند که حرکت مولکول های بزرگتر را کند می کند. غلظت بالاتر ژل، منافذ کوچکتری ایجاد کرده و برای جداسازی مولکول های کوچکتر مناسبتر است.
بافرها pH محیط را ثابت نگه داشته و یون های لازم برای هدایت جریان الکتریکی را فراهم می کنند.
الکتروفورز انواع مختلفی دارد که هر یک برای کاربردهای خاصی بهینه سازی شده اند. دو نوع بسیار رایج در آزمایشگاه ها عبارتند از:
این روش عمدتا برای جداسازی، شناسایی و خالص سازی قطعات DNA و RNA با اندازه های متوسط تا بزرگ (از چند صد جفت باز تا چندین هزار جفت باز) استفاده می شود.
ژل آگارز از یک پلی ساکارید طبیعی تهیه شده و منافذ نسبتا بزرگی دارد. پس از الکتروفورز، باندهای DNA با استفاده از رنگ های متصل شونده به اسید نوکلئیک مانند اتیدیوم بروماید یا رنگ های ایمن جدیدتر (مانند SYBR Safe یا GelRed) و تحت تابش نور UV قابل مشاهده می شوند.
ژل پلی آکریل آمید منافذ بسیار کوچکتری نسبت به آگارز دارد و بنابراین برای جداسازی مولکول های کوچکتر مانند پروتئین ها و قطعات کوچک DNA یا RNA (حتی با تفاوت یک نوکلئوتید) با قدرت تفکیک بسیار بالا ایده آل است.
یکی از رایج ترین انواع PAGE ،SDS-PAGE (الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید در حضور سدیم دودسیل سولفات) است که عمدتا برای جداسازی پروتئین ها بر اساس وزن مولکولی شان به کار می رود. SDS یک دترجنت آنیونی است که پروتئین ها را دناتوره کرده و به آن ها بار منفی یکنواختی متناسب با طول زنجیره پلی پپتیدی شان می دهد.
در نتیجه، پروتئین ها تنها بر اساس اندازه از هم جدا می شوند.
انواع دیگری از الکتروفورز مانند الکتروفورز مویرگی (Capillary Electrophoresis)، الکتروفورز دو بعدی (2D Electrophoresis) و ایزوالکتریک فوکوسینگ (Isoelectric Focusing) نیز برای کاربردهای تخصصی تر وجود دارند.
یک سیستم الکتروفورز استاندارد شامل اجزای زیر است:
ولتاژ یا جریان الکتریکی ثابت و قابل تنظیمی را برای ایجاد میدان الکتریکی فراهم می کند.
محفظه ای است که ژل در آن قرار گرفته و با بافر پر می شود. دارای دو الکترود (آند و کاتد) است. تانک ها می توانند افقی (برای ژل آگارز) یا عمودی (برای ژل پلی آکریل آمید) باشند.
سینی برای ریختن و شکل دادن به ژل مذاب (آگارز) استفاده می شود. شانه ها قبل از بسته شدن ژل در آن قرار داده می شوند تا چاهک هایی (Wells) برای بارگذاری نمونه ها ایجاد کنند.
محیطی متخلخل که جداسازی در آن رخ می دهد (آگارز یا پلی آکریل آمید)
محلولی یونی که pH را ثابت نگه داشته و جریان الکتریکی را از طریق ژل هدایت می کند. بافرهای رایج شامل TAE یا TBE برای الکتروفورز اسید نوکلئیک و بافر Tris-Glycine برای SDS-PAGE هستند.
پس از اتمام فرآیند الکتروفورز، مولکول های جدا شده باید قابل مشاهده شوند.
ژل با رنگ های فلورسنتی مانند اتیدیوم بروماید (که بین بازهای DNA قرار می گیرد) یا جایگزین های ایمن تر آن رنگ آمیزی شده و سپس تحت نور فرابنفش (UV) مشاهده می شود. باندهای DNA به صورت نوارهای درخشان ظاهر می شوند.
پس از SDS-PAGE، ژل با رنگ هایی مانند کوماسی بریلیانت بلو (Coomassie Brilliant Blue) یا نقره (Silver Staining) رنگ آمیزی می شود تا باندهای پروتئینی قابل مشاهده گردند.
برای ثبت دائمی نتایج و تجزیه و تحلیل دقیقتر، از سیستم های مستندسازی ژل (Gel Documentation Systems) استفاده می شود که شامل یک دوربین، منبع نور مناسب (UV یا نور سفید) و نرم افزار برای عکس برداری و آنالیز باندهای جدا شده هستند.
برخی مواد شیمیایی مورد استفاده در الکتروفورز (مانند اتیدیوم بروماید، آکریل آمید مونومر) سمی یا سرطان زا هستند و باید با رعایت کامل نکات ایمنی و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی با آن ها کار کرد.
غلظت ژل، نوع بافر، ولتاژ و زمان الکتروفورز باید متناسب با نوع و اندازه مولکول های موردنظر و هدف آزمایش انتخاب شوند.
مقدار مناسبی از نمونه باید با دقت در چاهک ها بارگذاری شود. استفاده از بافر بارگذاری (Loading Buffer) که حاوی رنگ ردیاب (Tracking Dye) و ماده ای برای افزایش چگالی نمونه (مانند گلیسرول) است، ضروری است.
الکتروفورز یک تکنیک بنیادی و بسیار قدرتمند در آزمایشگاه های علوم زیستی است که امکان جداسازی و تجزیه و تحلیل ماکرومولکول های حیاتی را فراهم می کند. با وجود پیشرفت های تکنولوژیکی و ظهور روش های جدید، الکتروفورز همچنان جایگاه ویژه خود را به عنوان یک ابزار کارآمد، نسبتا ارزان و قابل اعتماد در پژوهش، تشخیص و صنعت حفظ کرده است. درک عمیق اصول و تسلط بر جنبه های عملی این تکنیک، برای هر پژوهشگر و متخصص در حوزه علوم زیستی ضروری است.
پر فروش ترین محصولات
تلفن دفتر مرکزی: ۸۸۷۶۲۹۴۹-۰۲۱ | ۸۸۷۶۳۶۰۴-۰۲۱ | ۸۸۷۶۶۱۷۹-۰۲۱ فکس: ۸۸۷۶۲۶۹۱-۰۲۱ موبایل: ۰۹۱۹۷۶۴۶۴۲۹
واتساپ: ۰۹۱۹۷۶۴۶۴۲۹ تلگرام: ۰۹۹۱۳۰۲۰۶۷۴
بخش پشتیبانی و فنی: ۰۹۹۶۴۱۷۷۹۲۹
آراتجهیز فارمد نمایندگی تجهیزات و مواد آزمایشگاهی
گروه ما با داشتن پشتوانه علمی و سال‌ها تجربه در امر تجهیز مراکز و موسسات آزمایشگاهی و با داشتن کادر مجرب و کارشناسان فنی در امر خدمات پس از فروش، آمادگی خود را برای ارتقاء هرچه بیشتر سطح تکنولوژی اعلام می‌دارد. اهداف ما ارائه معتبرترین برندها و همچنین ارائه خدمات تخصصی و انتقال دانش علمی این تجهیزات توسط اعضای این مجموعه می‌باشد. آرزومندیم با کلیه امکانات و با برخورداری از نمایندگی کمپانی‌های مختلف اعضای این سامانه بتوانیم گامی در راستای پیشرفت بخش پژوهش کشور برداریم.
تلفن دفتر مرکزی : ۸۸۷۶۲۹۴۹ | ۸۸۷۶۳۶۰۴ | ۸۸۷۶۲۶۹۱ موبایل : ۰۹۹۱۳۰۲۰۶۷۴| ۰۹۹۱۳۰۲۰۶۸۴ | ۰۹۹۱۳۰۲۰۶۹۴ فکس : ۸۶۱۲۵۴۳۸ واتساپ : ۰۹۹۱۳۰۲۰۶۸۴| ۰۹۹۱۳۰۲۰۶۹۴
آدرس : تهران، خیابان خرمشهر، خیابان عربعلی، کوچه سوم، میدان سوم پلاک ۵ طبقه اول
© ۲۰۲۵ – کلیه حقوق مادی و علمی برای شرکت آراتجهیز فارمد محفوظ می‌باشد. طراحی و توسعه توسط تلاش نت
