Нахожу электрофорез в списке медицинских процедур, которые не работают. Мол, призван доставлять, а сам не доставляет. Призван под действием электрического тока доставлять лекарство с поверхности кожи в ткани, в этом лекарстве нуждающиеся. А не доставляет, потому что лекарственное вещество сразу же попадает в подкожные кровеносные сосуды и разносится по всему организму. И чего тогда заморачиваться? Делайте внутривенную инъекцию и не отвлекайте на бесполезные манипуляции бюджетные средства.
Так это или не так, судить не берусь. Но точно знаю, кому электрофорез действительно нужен, в каких ситуациях он действительно работает.
А нужен он молекулярным биологам. Вот про такой-то электрофорез и будет мой рассказ.
Зачем электрофорез молекулярным биологам?
Он им нужен для разделения смесей. Для разделения смесей органических веществ. Обычно электрофорезом разделяют смеси из белков или из нуклеиновых кислот (ДНК, РНК). И принцип, который используется для разделения этих смесей, чем-то напоминает хроматографию, про которую я уже рассказывала:
В чём сходство электрофореза и хроматографии?
1️⃣ Уже в самих целях-задачах электрофореза и хроматографии сходство. И там, и там нужно сделать так, чтобы, образно говоря, ингредиенты винегрета сами собой разбежались на множество однородных кучек. Чтобы разнообразные молекулы из химической смеси распределились на несколько групп, каждая из которых будет содержать молекулы только определённого вида.
2️⃣ И в том, и в другом случае изначально у экспериментатора в наличии смесь разных веществ.
3️⃣ И в том, и в другом случае эта смесь помещается в среду с каким-то наполнителем. Отец хроматографии Михаил Семёнович Цвет в качестве наполнителя брал мел, сейчас же в хроматографах могут быть и твёрдые, и жидкие, и даже газообразные среды.
То же и с электрофорезом - наполнители могут быть самыми разными, но чаще всего сегодня используют гель (вязкую жидкость).
Зачем нужен наполнитель? Наполнитель - это вам не вакуум. В нём не пустота, в нём его молекулы, иногда буквально сплетённые в сети. Через эти сети предстоит пробираться молекулам веществ, которые должны быть разделены на видовые группы. А молекулы-то у веществ разные. У одних белков, к примеру, длинные цепочки из аминокислот, а у других гораздо короче, соответственно, одни молекулы белков тяжелее, а другие легче. Как думаете, каким молекулам проще через заросли из молекул наполнителя пробираться? Конечно, лёгеньким-маленьким, потому их движение быстрее. Ещё пример: один вид белка содержит аминокислоты ну с очень разветвлёнными радикалами, а у другого - большинство аминокислот с радикалами поскромнее. Как думаете, какой белок скорее запутается своими гигантскими ветвистыми аминокислотно-радикаловыми рогами?
Разная скорость движения молекул разного вида в наполнителе положена в основу как хроматографии, так и электрофореза. Разные по скорости молекулы успеют за одно и то же время проделать разный путь и это-то и разделит их на группы. На группы "шустриков" и "тормозов".
В чём отличие электрофореза от хроматографии?
Не даром же в его названии про электричество упоминается? Вот именно в использовании электрического тока при электрофорезе и отличие.
В электрофорезной установке непременно есть два электрода:
✅ заряженный положительно - анод;
✅ заряженный отрицательно - катод.
Между разнозаряженными электродами создаётся электрическое поле. Молекулы из смеси, которая требует разделения, попадая в данное электрическое поле, приобретают разные заряды. А затем положительно заряженные молекулы (точнее, теперь это уже ионы) начинают двигаться к катоду (ведь разноимённые электрические частицы притягиваются), а отрицательно заряженные - к аноду.
То есть при электрофорезе сегрегация (разделение) молекул происходит не только благодаря разной их подвижности в наполнителе, но ещё и благодаря разному направлению движения ионов этих молекул в электрическом поле.