I sistemi di elettroforesi su gel sono dispositivi utilizzati in laboratorio per l'elettroforesi su gel, un processo in cui un gel viene utilizzato come supporto. In questo caso, l'elettroforesi opera una separazione elettroforetica attraverso i pori presenti nel gel, che agiscono come un setaccio e la cui dimensione determina la velocità di migrazione delle molecole presenti nel gel. A seconda delle dimensioni e della carica delle molecole, queste si muovono a velocità diverse attraverso il gel, che agisce come un setaccio molecolare.
Tipi di Gel Utilizzati nell'Elettroforesi
Esistono diversi tipi di gel utilizzati per l'elettroforesi, ognuno con caratteristiche specifiche:
- Gel di agarosio: Hanno pori grandi e la dimensione dei pori può essere controllata dalla concentrazione di agarosio. I gel all'1% hanno dimensioni dei pori intorno ai 150 nanometri, quelli allo 0,15% intorno ai 500 nm. L'elettroforesi su gel di agarosio è adatta alla separazione del DNA e delle molecole proteiche più grandi.
- Gel di poliacrilammide: Sono prodotti dalla polimerizzazione dell'acrilammide e hanno pori molto più piccoli, tra i 3 e i 6 nanometri. La dimensione dei pori dipende dalla concentrazione di acrilammide e dal grado di reticolazione.
Le apparecchiature per l'elettroforesi su gel sono disponibili in diversi design, dimensioni e modelli.
Tecniche di Elettroforesi
L'elettroforesi classica su gel viene eseguita come elettroforesi a zone. L'elettroforesi discontinua viene utilizzata per ottenere una maggiore risoluzione. Inoltre, esistono tipi di elettroforesi come l'elettroforesi a flusso libero, l'elettroforesi a gradiente di densità, l'elettroforesi capillare o l'elettroforesi di affinità.
Elettroforesi Capillare
Capillary electrophoresis is a method for separating and identifying fragments of fluorescently-labeled DNA by passing them through very thin polymer-filled capillaries. The use of capillaries instead of a conventional slab gel makes it possible to apply a much stronger electric field, resulting in faster separation and higher throughput. Fluorescently labeled DNA samples are prepared for electrophoresis and loaded into the CE instrument.
The capillary array is filled with polymer and placed into the sample wells. When the capillary array enters the wells, an electric current is formed, and the DNA fragments are moved electrokinetically into the capillaries. Next, the ends of the capillary array are inserted into the cathode and anode buffer. The instrument applies a specific voltage and temperature to control sample migration through the capillary array.
The final step is sample detection. As the fluorescently labeled fragments move past the detection window, a laser excites the fluorescent dyes. The emitted light is spectrally separated and recorded by a CCD camera. The CCD camera records the fluorescent signature of each fragment, as well as the elapsed time for the fragment to migrate through the polymer.
Applicazioni dell'Elettroforesi
Le principali applicazioni delle apparecchiature per elettroforesi comprendono la preparazione di gel di poliacrilammide, la separazione elettroforetica di proteine e acidi nucleici, la colorazione delle proteine, l'analisi del DNA/ RNA sotto forma di frammenti e il sequenziamento del DNA in laboratorio. In medicina di laboratorio, ad esempio, l'elettroforesi del siero viene utilizzata per il frazionamento elettroforetico delle proteine del siero.
La strumentazione viene utilizzata per eseguire gli esami di elettroforesi delle sieroproteine (ca. esegue tutte le procedure, dall’inserimento random della provetta primaria fino alla produzione del referto, senza intervento dell’operatore; il piatto campionatore a caricamento continuo consente un caricamento iniziale di 240 campioni ed è in grado di eseguire 230 test/ora per elettroforesi delle sieroproteine e 158/ora per CDT, nella configurazione adottata presso il Centro Diagnostico Italiano; usa ridotti volumi di campione biologico (solo 20 µL in tecnica sieroproteine) per sfruttare con flessibilità le più comuni provette disponibili in laboratorio, di diverse dimensioni sia primarie sia secondarie; le misure dei campioni di controllo sono memorizzate automaticamente ed elaborate statisticamente per essere visualizzate sia in forma numerica sia in forma grafica. I controlli sono identificati con codice a barre per una gestione semplificata dei programmi di Controllo Qualità; è conforme alle più recenti normative, è progettato per garantire il massimo livello di sicurezza.
Esempi di Sistemi di Elettroforesi
- Mupid®-One: È un sistema di elettroforesi per gel di agarosio con marchio CE. Il sistema Mupid One consente l'analisi del gel tramite elettroforesi.
- Sistema di elettroforesi SafeBlue: Utilizza anche una luce LED blu per consentire la visualizzazione immediata delle bande di DNA/RNA durante l'elettroforesi su gel di agarosio.
- Capel-205: È un sistema di elettroforesi capillare di nuova generazione con opzioni e design avanzati.
- strumento di elettroforesi capillare Wyn-CE: ha un originale design modulare.
- Cella di trasferimento Azure Aqua: è utilizzata per trasferire due mini gel su membrane per esperimenti di Western blotting (trasferimento a umido).
Inoltre, il coperchio di sicurezza è ventilato per aiutare a dissipare il calore generato durante l'elettroforesi e presenta un'area di visualizzazione sopra il gel. Se il coperchio viene rimosso mentre il sistema è in funzione, la corrente viene immediatamente interrotta.
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