Eletroforese é o termo usado para descrever o movimento de partículas em um gel ou fluido dentro de um campo elétrico relativamente uniforme. A eletroforese pode ser usada para separar moléculas com base na carga, tamanho e afinidade de ligação. A técnica é aplicada principalmente para separar e analisar biomoléculas, como DNA, RNA, proteínas, ácido nucleicos, plasmídeos e fragmentos de essas macromoléculas. A eletroforese é uma das técnicas usadas para identificar o DNA fonte, como nos testes de paternidade e na ciência forense.
Eletroforese de ânions ou partículas carregadas negativamente é chamado anaforese. Eletroforese de cátions ou partículas carregadas positivamente é chamado cataforese.
A eletroforese foi observada pela primeira vez em 1807 por Ferdinand Frederic Reuss, da Universidade Estadual de Moscou, que notou partículas de argila migrando na água sujeita a um campo elétrico contínuo.
Principais tópicos: eletroforese
- A eletroforese é uma técnica usada para separar moléculas em um gel ou fluido usando um campo elétrico.
- A taxa e a direção do movimento das partículas no campo elétrico dependem do tamanho da molécula e da carga elétrica.
- Geralmente, a eletroforese é usada para separar macromoléculas, como DNA, RNA ou proteínas.
Como a eletroforese funciona
Na eletroforese, existem dois fatores principais que controlam a rapidez com que uma partícula pode se mover e em que direção. Primeiro, a cobrança na amostra é importante. As espécies com carga negativa são atraídas para o pólo positivo de um campo elétrico, enquanto as espécies com carga positiva são atraídas para o fim negativo. Uma espécie neutra pode ser ionizada se o campo for forte o suficiente. Caso contrário, não tende a ser afetado.
O outro fator é o tamanho da partícula. Íons e moléculas pequenas podem se mover através de um gel ou líquido muito mais rapidamente do que os maiores.
Enquanto uma partícula carregada é atraída por uma carga oposta em um campo elétrico, há outras forças que afetam a maneira como uma molécula se move. O atrito e a força de retardo eletrostático retardam o progresso das partículas através do fluido ou gel. No caso de eletroforese em gel, a concentração do gel pode ser controlado para determinar o tamanho dos poros da matriz de gel, o que influencia a mobilidade. UMA tampão líquido também está presente, que controla o pH do ambiente.
À medida que as moléculas são puxadas através de um líquido ou gel, o meio aquece. Isso pode desnaturar as moléculas e afetar a taxa de movimento. A tensão é controlada para tentar minimizar o tempo necessário para separar moléculas, mantendo uma boa separação e mantendo intacta a espécie química. Às vezes, a eletroforese é realizada na geladeira para ajudar a compensar o calor.
Tipos de eletroforese
A eletroforese abrange várias técnicas analíticas relacionadas. Exemplos incluem:
- eletroforese de afinidade - A eletroforese de afinidade é um tipo de eletroforese em que as partículas são separadas com base em formação complexa ou interação bioespecífica
- electroforese capilar - A eletroforese capilar é um tipo de eletroforese usada para separar íons, dependendo principalmente do raio atômico, carga e viscosidade. Como o nome sugere, essa técnica é comumente executada em um tubo de vidro. Produz resultados rápidos e uma separação de alta resolução.
- eletroforese em gel - A eletroforese em gel é um tipo de eletroforese amplamente utilizado no qual as moléculas são separadas por movimento através de um gel poroso sob a influência de um campo elétrico. Os dois principais materiais de gel são agarose e poliacrilamida. A eletroforese em gel é usada para separar ácidos nucleicos (DNA e RNA), fragmentos de ácidos nucleicos e proteínas.
- imunoeletroforese - Imunoeletroforese é o nome geral dado a uma variedade de técnicas eletroforéticas usadas para caracterizar e separar proteínas com base em sua reação a anticorpos.
- eletrotransferência - A eletrotransferência é uma técnica usada para recuperar ácidos nucleicos ou proteínas após eletroforese, transferindo-os para uma membrana. Os polímeros fluoreto de polivinilideno (PVDF) ou nitrocelulose são comumente usados. Uma vez recuperada a amostra, ela pode ser analisada posteriormente usando manchas ou sondas. Um western blot é uma forma de eletrotransferência usada para detectar proteínas específicas usando anticorpos artificiais.
- eletroforese em gel de campo pulsado - A eletroforese de campo pulsado é usada para separar macromoléculas, como o DNA, alterando periodicamente a direção do campo elétrico aplicado a uma matriz de gel. A razão pela qual o campo elétrico é alterado é porque a eletroforese em gel tradicional é incapaz de separar eficientemente moléculas muito grandes que tendem a migrar juntas. Alterar a direção do campo elétrico fornece às moléculas direções adicionais para viajar, para que elas tenham um caminho através do gel. A voltagem geralmente é alternada entre três direções: uma que corre ao longo do eixo do gel e duas a 60 graus de cada lado. Embora o processo demore mais do que a eletroforese em gel tradicional, é melhor separar grandes pedaços de DNA.
- focagem isoelétrica - O foco isoelétrico (IEF ou eletrofoco) é uma forma de eletroforese que separa moléculas com base em diferentes pontos isoelétricos. O IEF é mais frequentemente realizado com proteínas porque sua carga elétrica depende do pH.