Liste over anvendelser af elektroforese

Elektricitetens rolle i biologiske processer er lige så vigtig som dens rolle i teknologi, og den er udnyttet til videnskabelig brug på en række subtile og interessante måder. En teknik, der er meget anvendt inden for biokemi er elektroforese, brugen af en elektrisk strøm til at manipulere proteinmolekyler til en række biomedicinske forsknings-, diagnostiske og fremstillingsformål.
Sådan fungerer processen

Organiske molekyler har ofte en positiv eller negativ ladning, hvilket får dem til at reagere på en elektrisk strøm. Molekyler med en positiv ladning migrerer mod feltets negative pol, og molekyler med en negativ ladning migrerer mod den positive pol. Molekyler med en større ladning har tendens til at bevæge sig hurtigere og rejse længere, mens ladningen påføres. Imidlertid vil de også blive bremset af friktion, som igen påvirkes af molekylets størrelse og form og af det medium, der bruges til testen. Ved at kontrollere den elektriske strøm og friktionen, der leveres af testmediet, kan forskere skabe forhold, der adskiller biomolekyler effektivt, så de kan isoleres og studeres. Det tillader også forskere at identificere forskellene mellem molekyler ved at observere, hvor meget de er påvirket af strømmen. Det er et nyttigt værktøj med en række eksperimentelle og biomedicinske anvendelser, men nogle få er især bemærkelsesværdige.
DNA-analyse

En førende anvendelse af elektroforese er i identificering og undersøgelse af DNA og DNA-fragmenter. DNA er bemærkelsesværdigt for konsistensen af dets negative ladning, hvilket betyder, at den elektriske strøm udøver nogenlunde ens kraft til enhver del af DNA. Under det pres begynder større og mindre fragmenter af DNA at adskille sig, fordi de påvirkes forskelligt af friktion fra testmediet. Mediet, normalt en agarosegel eller en acrylamidgel "fryser" de adskilte segmenter på plads, når strømmen fjernes, hvilket tillader dem at blive undersøgt i høje opløsninger. Farvningsmidler som ethidiumbromid sættes ofte til gelen for at gøre det lettere at se og fortolke resultaterne.
Protein- og antistofinteraktioner -

En anden almindelig form for elektroforese er immunoelektroforese, der analyserer tilstedeværelsen og opførslerne af visse proteiner. Mange medicinske tilstande, herunder multipel sklerose, nyresygdom og nogle kræftformer resulterer i dannelsen af unormale proteinmolekyler. Disse kan detekteres ved at udføre elektroforese på urin- eller blodprøver og se efter enhver afvigelse fra de normale mængder og proteintyper. Immunoelektroforese kan også bruges til at påvise specifikke proteiner kaldet immunoglobuliner, der fungerer som antistoffer. Disse er en del af kroppens immunsystem og angriber fremmede proteiner, såsom vira eller allergener. Analyse af disse antistoffer kan hjælpe med at identificere nye behandlingsformer til behandling af disse indtrængende og giver også indsigt i tilstande som allergier og autoimmune lidelser, som kan være resultatet af funktionssvigtige antistoffer.
Test Antibiotika

Elektroforese spiller en række roller i test af antibiotika. En af de mest almindelige er at teste renheden af et antibiotikum. Ved at anvende elektroforese på en opløsning, der indeholder antibiotika i form af en papirstrimmel, der er imprægneret med antibiotika eller en kapillær - et meget tyndt rør - fyldt med opløsningen, kan forskere skelne mellem selve antibiotikumet og eventuelle urenheder. De kan også bestemme, hvor koncentreret antibiotikumet er, hvilket er afgørende for anvendelse af nøjagtige doser. Antibiotikaforskning strækker sig ud i genetisk testning og identificerer gener, der kan indikere resistens over for specifikke antibiotika.
Test af vacciner

Som med antibiotika er elektroforese nyttigt i både oprettelse og produktion af vacciner. Formålet med en vaccine er at hjælpe kroppen med at generere antistoffer mod et potentielt farligt patogen, og elektroforese er en nyttig metode til påvisning af disse antistoffer. Forskere kan bruge teknikken til at sammenligne effekten af en vaccine eller flere versioner af en vaccine på tværs af et stort antal forsøgspersoner eller andre variabler. Når en vaccine er i produktion, giver elektroforese også en hurtig og effektiv måde at teste produktionsbatches for konsistens og renhed.