Verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese

Belangrijkste verschil - Capillaire elektroforese versus gelelektroforese
 

Elektroforese is een techniek die wordt gebruikt om biomoleculen te scheiden op basis van de deeltjeslading, deeltjesgrootte en de deeltjesvorm. De migratie van het molecuul, bekend als elektroforetische mobiliteit, hangt af van het gebruikte type polymeer / gel, de poriegrootte, de geleverde spanning, de looptijd en de verhouding van oppervlak tot volume. Er zijn verschillende soorten elektroforese technieken op basis van het type biomolecuul dat wordt gebruikt. Het eerste type elektroforese dat werd uitgevonden, was papierelektroforese waarbij een nitrocellulosepapier werd gebruikt als het medium voor de scheiding van biomoleculen. Het principe van gelelektroforese waarbij verschillende poriegrootte gels werden gebruikt om biomoleculen te scheiden, werd later uitgevonden. Gelelektroforese techniek werd verder gemodificeerd om de nauwkeurigheid van de techniek te verbeteren, en een dergelijke modificatie is capillaire elektroforese. Het belangrijkste verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese is dat gelelektroforese wordt uitgevoerd in een verticaal of horizontaal vlak met behulp van een polymeergel met standaard poriegrootte, terwijl capillaire elektroforese wordt uitgevoerd in een capillaire buis met een polymeervloeistof of een gel.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is gelelektroforese
3. Wat is capillaire elektroforese
4. Overeenkomsten tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese
5. Vergelijking zij aan zij - Capillaire elektroforese versus gelelektroforese in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is gelelektroforese?

Gelelektroforese is een techniek die wordt gebruikt om voornamelijk nucleïnezuren, eiwitten of aminozuren te scheiden op basis van de lading, grootte en vorm. Deze techniek maakt gebruik van een fysische gel, die een polymere substantie is, als het scheidingsmedium. Meest gebruikte gels zijn Agarose (voor nucleïnezuurscheiding) en Polyacrylamide (voor eiwitscheiding). De gelelektroforetische inrichting bevat de gelgietplaat om de gel te bereiden, waarbij kammen worden gegoten om de putjes, buffertank, elektroden - positieve (anode) en negatieve (kathode) en de voedingseenheid voor spanning te bereiden. Moleculen zoals DNA of RNA, die negatief geladen zijn, gaan van de kathode naar de anode en moleculen die positief geladen zijn, verplaatsen zich andersom. De voorbereiding van de gel gebeurt volgens de vereiste. Als een hoge resolutie of scheiding van moleculen vereist is, moet een gel met hoge concentratie met een kleinere poriegrootte worden bereid. De moleculen gescheiden op de gelmatrix worden waargenomen na een kleurtechniek. De gescheiden moleculen verschijnen als banden op de gelmatrix.

Figuur 01: Gelelektroforese

Gelelektroforese wordt gebruikt in moleculaire diagnostiek zoals DNA-fingerprinting om de aanwezigheid van een bepaald DNA / RNA-fragment of een eiwit te bepalen. Gelelektroforese bepaalt ook de zuiverheid van het geëxtraheerde biomolecuulmonster. Gelelektroforese wordt uitgevoerd als een voorafgaande stap voor in en hybridisatie en als een bevestigende analyse na sequentiebepaling.

Wat is capillaire elektroforese?

Capillaire elektroforese is een modificatie van gelelektroforese die hetzelfde principe van scheiding gebruikt, gebaseerd op lading, grootte van het molecuul, maar wordt uitgevoerd in een capillaire buis met ofwel een gelsubstantie of een vloeibaar polymeer. Capillairen worden vervaardigd uit gesmolten silica en elke capillaire buis heeft een inwendige diameter van 50-100 μm en is 25-100 cm lang. Monsters worden geïnjecteerd in de capillaire buis die het polymeermateriaal bevat en worden veel sneller gescheiden dan de conventionele gelelektroforese. Het capillaire systeem is goed beschermd in een isolerend omhulsel dat het monster beschermt tegen elke verontreiniging. Capillairen kunnen worden gevuld met vloeibare polymeren zoals hydroxyethylcellulose of gels met hoge resolutie zoals polyacrylamide. Capillaire elektroforese biedt een grotere resolutie; vandaar dat scheiding nauwkeuriger is. Capillaire elektroforese maakt gebruik van een geautomatiseerd detectorsysteem via spectrofotometrische analyse. Dit komt door de hogere oppervlakte / volume-verhouding.

Figuur 02: Capillaire elektroforese

Capillaire elektroforese wordt gebruikt in situaties zoals in de forensische geneeskunde waar een hogere nauwkeurigheid vereist is en die niet vaak wordt gebruikt, omdat het een kostbare techniek is..

Wat zijn de overeenkomsten tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese?

• Scheiding van moleculen in beide technieken is gebaseerd op de lading en de grootte van het molecuul.
• Beide technieken kunnen worden gebruikt om zowel nucleïnezuren als eiwitten te scheiden.
• Het steekproefvolume van beide technieken is hetzelfde.
• Beide technieken gebruiken een buffer om de scheiding te vergemakkelijken.

Wat is het verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese?

Capillaire elektroforese versus gelelektroforese
Capillaire elektroforese is een techniek die biomoleculen op een capillaire buis scheidt met behulp van een vloeistof- of gelpolymeermedium.	Gelelektroforese is een techniek die biomoleculen scheidt op een verticaal of horizontaal vlak met behulp van een polymeergelmedium.
Scheiding
Bij capillaire elektroforese wordt de scheiding uitgevoerd in een capillaire buis.	Bij gelelektroforese wordt scheiding uitgevoerd op een verticaal of horizontaal vlak.
Medium van scheiding
Vloeibare polymeren zoals hydroxyethylcellulose worden gebruikt in capillaire elektroforese.	Gels, hetzij agarose of polyacrylamide, worden gebruikt als een medium in gelelektroforese.
Cross Linkage
Hoge resolutie kan worden verkregen uit capillaire elektroforese.	De resolutie is laag in gelelektroforese.
Oppervlakte tot volumeverhouding
De verhouding tussen oppervlak en volume is hoog in capillaire elektroforese.	De verhouding van oppervlak tot volume is laag in gelelektroforese.
Detectietechniek
Detectie gebeurt door middel van spectrofotometrische geautomatiseerde detectoren in capillaire elektroforese.	Kleuring en waarneming door middel van UV-transilluminator worden uitgevoerd als detectietechnieken in gelelektroforese.

Samenvatting - Capillaire elektroforese versus gelelektroforese

Moleculaire diagnostiek speelt een grote rol in de wetenschappelijke wereld. Identificatie en zuivering van DNA, RNA en Proteïnen zijn kritische stappen in de diagnostische procedures. Elektroforese is een techniek die biomoleculen scheidt en identificeert in zowel gelelektroforese als de veel geavanceerde capillaire gelelektroforese. Gelelektroforese wordt uitgevoerd in een verticaal of horizontaal vlak met behulp van een polymeergel met standaard poriegrootte, terwijl capillaire elektroforese wordt uitgevoerd in een capillaire buis met een polymeervloeistof of een gel. Dit is het verschil tussen capillaire elektroforese en gelelektroforese. Na voltooiing van de elektroforese techniek worden de biomoleculen verder verwerkt om informatie op hoger niveau te verkrijgen via hybridisatie of door middel van technieken zoals fingerprinting.

Download de PDF-versie van capillaire elektroforese versus gelelektroforese

U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden, zoals per citaatnotitie. Download hier de pdf-versie Difference Between Gel Electrophoresis and Capillary Electrophoresis.

Referenties:

1. Durney, Brandon C., et al. "Capillaire elektroforese toegepast op DNA: bepalen en benutten van sequentie en structuur om bioanalyses te bevorderen (2009-2014)." Analytische en bioanalytische chemie, Springer Berlin Heidelberg, 2015, Beschikbaar Hier. Betreden op 28 augustus 2017.
2. "Elektroforese." Universiteit van Leicester, 8 januari 2009, Beschikbaar Hier. Betreden op 28 augustus 2017.
3. "Gelelektroforese." Khan Academy, Beschikbaar Hier. Betreden op 28 augustus 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "DNA Agarose gelelektroforese" door School of Natural Resources uit Ann Arbor - DNA-lab (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Capillaire gelelektroforese instrumentenschema" door Chem4066sp13 - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia