Разница между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом

Ключевое отличие - капиллярный электрофорез против гель-электрофореза
 

Электрофорез - это метод, который используется для разделения биомолекул на основе заряда частиц, размера частиц и формы частиц. Миграция молекулы, известная как электрофоретическая подвижность, зависит от типа используемого полимера / геля, размера его пор, подаваемого напряжения, времени работы и отношения поверхности к объему. Существуют различные типы методов электрофореза, основанные на типе используемой биомолекулы. Первым типом электрофореза был бумажный электрофорез, где нитроцеллюлозную бумагу использовали в качестве среды для разделения биомолекул. Принцип гель-электрофореза, в котором гели с различными размерами пор использовались для разделения биомолекул, был изобретен позже. Метод гель-электрофореза был дополнительно модифицирован для повышения точности метода, и одной из таких модификаций является капиллярный электрофорез. Основное различие между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом заключается в том, что гель-электрофорез выполняется в вертикальной или горизонтальной плоскости с использованием полимерного геля со стандартным размером пор, тогда как капиллярный электрофорез выполняется в капиллярной трубке с полимерной жидкостью или гелем.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое гель-электрофорез
3. Что такое капиллярный электрофорез
4. Сходство между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом
5. Сравнение бок о бок - капиллярный электрофорез против гель-электрофореза в форме таблицы
6. Резюме

Что такое гель-электрофорез?

Гель-электрофорез - это метод, используемый для разделения в основном нуклеиновых кислот, белков или аминокислот на основе его заряда, размера и формы. Этот метод использует физический гель, который представляет собой полимерное вещество, в качестве разделительной среды. Наиболее часто используемые гели представляют собой агарозу (для разделения нуклеиновых кислот) и полиакриламид (для разделения белков). Гелевый электрофоретический аппарат содержит поддон для отливки геля для приготовления геля, разливочные соты для подготовки лунок, буферную емкость, электроды - положительный (анод) и отрицательный (катод) и блок подачи напряжения. Молекулы, такие как ДНК или РНК, которые заряжены отрицательно, движутся от катода к аноду, а молекулы, которые заряжены положительно, движутся наоборот. Приготовление геля производится в соответствии с требованием. Если требуется высокое разрешение или разделение молекул, следует приготовить гель с высокой концентрацией с меньшим размером пор. Молекулы, разделенные на матрице геля, наблюдаются после окрашивания. Отделенные молекулы появляются в виде полос на матрице геля.

Рисунок 01: Гель-электрофорез

Гель-электрофорез используется в молекулярной диагностике, такой как дактилоскопия ДНК, для определения наличия определенного фрагмента ДНК / РНК или белка. Гель-электрофорез также определяет чистоту извлеченного образца биомолекулы. Гель-электрофорез выполняется как предварительный этап для гибридизации и как подтверждающий анализ после секвенирования.

Что такое капиллярный электрофорез?

Капиллярный электрофорез представляет собой модификацию гель-электрофореза, которая использует тот же принцип разделения, основанный на заряде, размере молекулы, но выполняется в капиллярной трубке либо с гелевым веществом, либо с жидким полимером. Капилляры изготовлены из плавленого кварца, и каждая капиллярная трубка имеет внутренний диаметр 50-100 мкм и длину 25-100 см. Образцы вводят в капиллярную трубку, содержащую полимерный материал, и разделяются гораздо быстрее, чем при обычном гель-электрофорезе. Капиллярная система хорошо защищена внутри изолятора, который защищает образец от любых загрязнений. Капилляры могут быть заполнены жидкими полимерами, такими как гидроксиэтилцеллюлоза, или гелями с высоким разрешением, такими как полиакриламид. Капиллярный электрофорез обеспечивает большее разрешение; следовательно, разделение является более точным. Капиллярный электрофорез использует автоматизированную детекторную систему посредством спектрофотометрического анализа. Это связано с более высоким отношением площади поверхности к объему.

Рисунок 02: Капиллярный электрофорез

Капиллярный электрофорез используется в ситуациях, таких как криминалистика, где требуется более высокая точность, и обычно не используется, поскольку это дорогостоящий метод.

Каковы сходства между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом?

• Разделение молекул в обоих методах основано на заряде и размере молекулы.
• Оба метода могут быть использованы для разделения как нуклеиновых кислот, так и белков..
• Объем выборки обоих методов одинаков.
• Оба метода используют буфер для облегчения разделения.

В чем разница между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом?

Капиллярный электрофорез против гель-электрофореза
Капиллярный электрофорез - это метод, который разделяет биомолекулы на капиллярной трубке с использованием жидкой или гелевой полимерной среды..	Гель-электрофорез - это метод, который разделяет биомолекулы на вертикальную или горизонтальную плоскость с использованием полимерно-гелевой среды..
разделение
При капиллярном электрофорезе разделение выполняется внутри капиллярной трубки.	При гель-электрофорезе разделение проводится в вертикальной или горизонтальной плоскости.
Средство разделения
Жидкие полимеры, такие как гидроксиэтилцеллюлоза, используются в капиллярном электрофорезе..	Гели, агароза или полиакриламид, используются в качестве среды в гель-электрофорезе..
Перекрестная связь
Высокое разрешение может быть получено из капиллярного электрофореза.	Разрешение низкое в гель-электрофорезе.
Соотношение площади поверхности к объему
Отношение поверхности к объему высокое при капиллярном электрофорезе.	Отношение поверхности к объему низкое в гель-электрофорезе.
Техника обнаружения
Обнаружение осуществляется с помощью спектрофотометрических автоматических детекторов при капиллярном электрофорезе..	Окрашивание и наблюдение через ультрафиолетовый трансиллюминатор выполняются в качестве методов обнаружения в гель-электрофорезе.

Резюме - Капиллярный электрофорез против гель-электрофореза

Молекулярная диагностика играет важную роль в научном мире. Идентификация и очистка ДНК, РНК и белков являются важными этапами диагностических процедур. Электрофорез - это метод, который разделяет и идентифицирует биомолекулы как в гелевом электрофорезе, так и в сильно прогрессирующем электрофорезе в капиллярном геле. Гель-электрофорез выполняется в вертикальной или горизонтальной плоскости с использованием полимерного геля со стандартным размером пор, тогда как капиллярный электрофорез выполняется в капиллярной трубке с полимерной жидкостью или гелем. В этом разница между капиллярным электрофорезом и гель-электрофорезом. По завершении метода электрофореза биомолекулы дополнительно обрабатываются для получения информации более высокого уровня посредством гибридизации или с помощью таких методов, как дактилоскопия..

Скачать PDF версию капиллярного электрофореза против гель-электрофореза

Вы можете скачать PDF версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме, как указано в примечании. Пожалуйста, загрузите PDF версию здесь Разница между гель-электрофорезом и капиллярным электрофорезом.

Ссылки:

1. Дарни, Брэндон С. и др. «Капиллярный электрофорез в применении к ДНК: определение и использование последовательности и структуры для продвижения биоанализа (2009-2014)». Аналитическая и биоаналитическая химия, Springer Berlin Heidelberg, 2015, доступно здесь. Доступ 28 августа 2017.
2. «Электрофорез». Университет Лестера, 8 января 2009 г., доступно здесь. Доступ 28 августа 2017.
3. «Гель-электрофорез». Хан Академия, Доступно здесь. Доступ 28 августа 2017.

Изображение предоставлено:

1. «Электрофорез в ДНК-агарозном геле» Школой природных ресурсов Энн Арбор - ДНК-лаборатория (CC BY 2.0) через Commons Wikimedia
2. «Схема прибора для капиллярного гель-электрофореза», Chem4066sp13 - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia