Elektroforesen

Elektroforesen is een familie van technieken in biochemie en moleculaire biologie die geladen moleculen—zoals nucleïnezuren en eiwitten—scheidt door een elektrisch veld toe te passen. Moleculen migreren door een poreuze stof of capillair volgens hun lading-naar-massa-verhouding, waarbij kleinere of sterker geladen deeltjes sneller bewegen onder gelijke omstandigheden. Het medium is meestal een gel, vaak agarose voor nucleïnezuren of polyacrylamide voor eiwitten, maar capillary elektroforesen gebruikt nauwe buisjes en andere buffers.

Soorten en werking: Gel-elektroforesen omvat agarosegel-elektroforesen voor DNA en RNA en SDS-PAGE voor gefabriceerde eiwitten, die scheiden op basis van grootte. Isoelektrische fokalisatie scheidt eiwitten op hun isoelectrische punt in een pH-gradiënt. Twee-dimensionale elektroforesen combineert fokalisatie met SDS-PAGE voor complexe eiwitmonolagen. Capillary-elektroforesen biedt hoge resolutie in capillairen en wordt gebruikt voor kleine moleculen en biomoleculen; varianten omvatten capillary zone electrophoresis en micellar electrokinetic chromatography.

Toepassingen: Elektroforesen wordt breed toegepast in moleculaire biologie en klinische laboratoria voor DNA-profielen, kwaliteitscontrole van sequencing-library’s, RNA-analyse, eiwitprofilering, Western blotting en diagnostiek, evenals forensische analyses.

Geschiedenis en ontwikkeling: De fundamenten van elektroforesen ontstonden in de jaren dertig en veertig van de twintigste eeuw met Arne Tiselius, die elektrortransport bestudeerde en daarvoor de Nobelprijs voor Scheikunde kreeg (1948). Gel-gebaseerde methoden werden later verfijnd in de jaren vijftig en zestig, gevolgd door de introductie van polyacrylamide-elektroforesen en SDS-PAGE in de decennia daarna.

Veiligheid en beperkingen: Acrylamide, veelgebruikt in polyacrylamide-gels, is toxisch en vereist zorgvuldige hantering. Beperkingen omvatten beperkte resolutie bij zeer grote of zeer gelijkaardige moleculen, artifacts zoals stroperige banden en de noodzaak van effectieve visualisatie- en stainingsmethoden.

---