الکتروفورز یک فرایند جداسازی و تفکیک مواد است که با استفاده از اصل اصطلاحی الکتریسیته انجام می‌شود. در این فرایند، برای جداسازی مولکول‌ها و ذرات، از اثر گرمایی و فشار کمتری نسبت به دیگر روش‌های جداسازی، مانند دستگاههای فیلتراسیون، استفاده می‌شود. الکتروفورز به عنوان یکی از روش‌های پرکاربرد در زمینه‌هایی مانند بیوشیمی، بیولوژی مولکولی، ژنتیک، طب و داروسازی شناخته شده است.
در این مقاله، به توضیح مفهوم و اصول کار الکتروفورز، انواع آن، کاربردهای آن در زمینه‌های مختلف و همچنین چگونگی اجرای آزمایش الکتروفورز پرداخته می‌شود.
برای دانلود پاورپوینت با موضوع الکتروفورز اینجا کلیک نمایید
مفهوم الکتروفورز
الکتروفورز یک فرایند جداسازی و تفکیک مواد است که بر اساس تحرک الکتریکی ذرات و مولکول‌ها در حضور یک میدان الکتریکی انجام می‌شود. در این فرایند، برای جداسازی مولکول‌ها و ذرات، از یک ماده چگال ساپورت استفاده می‌شود. سپس ماده ساپورت با ماده نمونه مخلوط و روی سطح آن اعمال میدان الکتریکی می‌شود. در این شرایط، ذرات و مولکول‌ها با شارژ الکتریکی متفاوت، در طول سطح ماده ساپورت حرکت می‌کنند و در نهایت به طور جداگانه جدا می‌شوند.
انواع الکتروفورز
در ادامه به بررسی انواع الکتروفورز می‌پردازیم:
الکتروفورز جامد
الکتروفورز جامد، یکی از اولین و معروف‌ترین
2.1 الکتروفورز پروتئینی
این نوع الکتروفورز برای تشخیص و تفکیک پروتئین‌های مختلف به کار می‌رود. در این روش، نمونه پروتئینی به یک ژل با دانسیته مشخص اضافه می‌شود و با استفاده از الکترودهای مثبت و منفی، برق روی ژل اعمال می‌شود. پروتئین‌های مختلف در ژل با توجه به اندازه، وزن مولکولی و بار الکتریکی خود، به نواحی مختلفی از ژل جدا می‌شوند و با استفاده از روش‌های مختلفی همچون رنگ‌آمیزی، تشخیص داده می‌شوند.
2.2 الکتروفورز ژنتیکی
الکتروفورز ژنتیکی به عنوان یکی از روش‌های پایه برای تعیین نژاد و تفکیک ژنوتیپ‌ها در حوزه ژنتیک به کار می‌رود. در این روش، DNA از نمونه‌های مختلف استخراج شده و در ژل با دانسیته مشخص قرار می‌گیرد. با استفاده از الکترودهای مثبت و منفی، برق روی ژل اعمال می‌شود و با توجه به اندازه و وزن مولکولی DNA، آنها در ژل جدا می‌شوند و با استفاده از روش‌های مختلفی همچون رنگ‌آمیزی یا برچسب‌گذاری، تفکیک و تشخیص داده می‌شوند.
2.3 الکتروفورز ایمنوشیمیایی
این روش برای تشخیص و تفکیک پروتئین‌های خاص از نمونه‌های پلاسمایی استفاده می‌شود. در این روش، پروتئین‌های مختلف در یک
ژل الکتروفورز
نوع دیگر الکتروفورز، الکتروفورز در ژل، یا ژل الکتروفورز، مورد استفاده قرار می‌گیرد تا DNA، پروتئین‌ها و مواد دیگری را با کمک یک ژل پلی آگارز، جدا کرده و شناسایی کند. در این روش، نمونه‌ی مورد بررسی به یک ژل پلی آگارز افزوده می‌شود و سپس با استفاده از الکترودها، برق در طول طول ژل اعمال می‌شود. بر اساس اندازه و شارژ هر مولکول، آنها به طرفین ژل جدا شده و با استفاده از شیوه‌های مختلف شناسایی می‌شوند.
الکتروفورز در ژل یکی از شیوه‌های پرکاربرد برای جداسازی DNA است. در این روش، یک تکه ژل پلی آکریلامید با پرسی (PERSY) یا گرادینت دانسیته‌ی غلظتی تهیه می‌شود و نمونه دی‌ان‌ای مورد نظر در مکان مورد نظر بر روی ژل پراکنده می‌شود. سپس با اعمال برق، دی‌ان‌ای با توجه به اندازه آن به سمت الکترودهای مختلف چشمه انجام می‌شود. پس از اتمام الکتروفورز، دی‌ان‌ای در ژل نشان داده شده و با استفاده از روش‌های شیمیایی و فلورسانسی، می‌توان آنها را شناسایی کرد.
همچنین، الکتروفورز در ژل می‌تواند برای جداسازی پروتئین‌ها نیز استفاده شود. در این روش، پروتئین‌های مورد نظر به صورت خام روی یک تکه ژل پلی آگارز قرار می‌گیرند و با اعمال برق، به تفکیک بر اساس وزن مولکولی به سمت الکترودهای مختلف حرکت می
الکتروفورز ایمونوگلوبولین
الکتروفورز ایمونوگلوبولین یک روش دیگر برای تشخیص بیماری‌های ایمنی‌ای است. در این روش، پلاسما به دو بخش تقسیم می‌شود: یک بخش که حاوی ایمونوگلوبولین هاست و دیگری که حاوی دیگر پروتئین هاست. سپس هر دو بخش به صورت جداگانه الکتروفورز می‌شوند. برای جداسازی ایمونوگلوبولین، از ژل پلی‌آکریلامید استفاده می‌شود. سپس با استفاده از مواد شیمیایی خاص، ایمونوگلوبولین‌ها رنگ می‌گیرند و قابل تشخیص می‌شوند.
این روش در تشخیص بسیاری از بیماری‌های ایمنی‌ای مانند آلرژی، لوپوس، سرطان و نقرس مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نتیجه‌گیری
الکتروفورز یک روش قدرتمند و مفید برای تحلیل پروتئین‌ها است که در بسیاری از زمینه‌های پزشکی، زیست‌شناسی، شیمی و دیگر رشته‌های علمی استفاده می‌شود. با استفاده از این روش می‌توان پروتئین‌ها را جداسازی و شناسایی کرد و همچنین در تشخیص بیماری‌های مختلف مانند بیماری‌های کبدی، بیماری‌های ایمنی‌ای و بیماری‌های ژنتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استفاده از الکتروفورز در آزمایشگاه‌های پزشکی، امکان تشخیص سریع‌تر و دقیق‌تر بیماری‌های مختلف را فراهم می‌کند و باعث می‌شود که درمان بهتر و موثرتری برای بیمار انجام شود. علاوه بر این