Apa itu Elektroforesis: Pengertian, sejarah, kegunaan, Cara kerja

Elektroforesis adalah proses memisahkan biomolekul seperti protein, asam nukleat, asam amino dll sesuai dengan ukuran, bentuk, muatan kimia, dll. di bawah kendali medan listrik.

Di bawah pengaruh medan listrik, molekul bermuatan positif (Anion) akan bergerak menuju elektroda bermuatan negatif yaitu Kation. Molekul bermuatan negatif (kation) bergerak menuju elektroda bermuatan positif yaitu Anion.

Gerakan ion bermuatan positif menuju elektroda bermuatan negatif mengacu pada “Anaforesis”. Dan, pergerakan ion bermuatan negatif menuju elektroda bermuatan positif mengacu pada “Cataphoresis”.

Sejarah

Beberapa penemuan telah dibuat untuk menjelaskan teori elektroforesis, yang dijelaskan di bawah ini:

Tahun Penemuan dalam teknik elektroforesis
1807 Pergerakan partikel tanah liat pertama kali diamati oleh ilmuwan Ferdinand Frederic Reuss yang memberi teori elektroforesis.
1934-1937 Kemudian alat dikembangkan dikenal sebagai alat Tiseleus dinamai ilmuwan Tiseleus untuk analisis campuran koloid.
1940-50 Teknik elektroforesis zona kemudian diperkenalkan, di mana kertas saring, tabung kapiler digunakan sebagai matriks pembawa untuk pergerakan molekul.
1955 Pada tahun ini, Oliver Smithies memperkenalkan gel agarosa dan gel poliakrilamida sebagai substrat untuk pemisahan biomolekul.
1960-an AL Shapiro, JV Maizel mengembangkan hubungan antara berat molekul dan migrasi protein.
1975 Farrell dan J.Klore mengembangkan 2-D elektroforesis.
1981 Elektroforesis asam amino dilakukan oleh dua ilmuwan JW Jorgensen dan KD Lukas
1990 Matriks dikembangkan untuk pemisahan DNA pada resolusi tinggi oleh BL Karger dan kelompoknya.
2000 – sekarang Banyak metode elektroforesis resolusi tinggi telah dikembangkan untuk tindakan analitik dan preparatif.

Pengertian Elektroforesis

Elektroforesis adalah proses mekanis yang digunakan untuk tindakan analitik dan preparatif yang menggunakan banyak substrat atau matriks seperti agarosa, selulosa asetat, poliakrilamida. Elektroforesis digunakan untuk analisis dan pemisahan biomolekul seperti asam amino, protein, asam nukleat, nukleotida.

Atas dasar muatan bersih, ukuran molekul, bentuk dan afinitas pengikatan molekul, mereka dipisahkan di bawah gaya medan listrik yang membentuk pita-pita yang berbeda.

Cara Kerja

Prinsip kerja elektroforesis adalah hal itu menyebabkan pemisahan molekul, ion atau partikel koloid yang tertunda dalam matriks di bawah kekuatan medan listrik.

Medan listrik memungkinkan migrasi molekul bermuatan positif menuju anoda dan migrasi molekul bermuatan negatif menuju katoda. Oleh karena itu, elektroforesis adalah fenomena elektrokinetik di mana gerakan molekul terjadi di bawah medan listrik.

Faktor yang mempengaruhi

Ada banyak faktor yang mempengaruhi proses elektroforesis seperti muatan molekul, ukuran, bentuk biomolekul, ikatan afinitas biomolekul dll.

Prinsip dan Matematika

electrophoresisElektroforesis tergantung pada hukum Coulomb, yang hanya merupakan gaya yang dialami oleh partikel atau ion di bawah medan listrik untuk mobilitas elektroforesis. Untuk mobilitas elektroforesis, ada dua gaya yang ikut serta dalam mobilitas elektroforesis yaitu gaya listrik dan gaya hambat. Gaya listrik dan gaya hambat adalah dua jenis gaya yang bertanggung jawab atas mobilitas ion.

Karena medan listrik didefinisikan sebagai gaya per satuan muatan, maka dapat dinyatakan sebagai:

E = Fe / q

Di mana F = Gaya dialami oleh ion.

Dan, q = muatan

Fe = E X q ………… persamaan 1

Jenis gaya ini yaitu Fe disebabkan oleh medan listrik.

Fd = f X V ………… persamaan 2

Jenis gaya ini yaitu Fd disebabkan oleh Gesekan.

Fe dan Fd harus nol untuk mobilitas elektroforesis. Dengan menggabungkan kedua persamaan 1 dan 2, persamaan akan membentuk:

q X E = f XV

q / f = V / E = µ

Di mana μ adalah mobilitas Elektroforesis

V = q X E / f

Dimana V adalah kecepatan atau pergerakan ion dalam elektroforesis

Jenis-jenis Elektroforesis

  • Elektroforesis Kertas
  • Elektroforesis selulosa asetat
  • Elektroforesis kapiler
  • Elektroforesis gel

Kertas Elektroforesis

Elektroforesis kertas memanfaatkan kertas Kromatografi yang memiliki kapasitas adsorpsi berbeda dari molekul yang berbeda. Untuk melakukan elektroforesis semacam ini, ada beberapa langkah yang melibatkan:

  • Pertama, kertas filter dibasahi dengan larutan buffer.
  • Setelah ini, rendam kedua ujung kertas saring dalam larutan buffer.
  • Kemudian tempat sampel di tengah, setelah itu medan listrik diterapkan, yang
  • memungkinkan migrasi molekul ke kutub masing-masing tergantung pada muatannya.

Kegunaan: elektroforesis kertas digunakan untuk analisis protein seperti kasein, serum, albumin, miosin dll.

Elektroforesis Selulosa Asetat

Jenis elektroforesis ini dikembangkan oleh Kohn pada tahun 1958. Filter membran asetat biologis digunakan dalam ini daripada kertas kromatografi normal. Elektroforesis selulosa asetat kurang lebih sangat mirip dengan elektroforesis kertas. Ini melibatkan langkah-langkah berikut:

Pertama, kertas filter selulosa asetat menjadi lembab dengan larutan buffer.
Setelah ini, rendam kedua ujung kertas filter selulosa asetat dalam larutan buffer.
Kemudian tempat sampel di satu ujung, setelah itu medan listrik diterapkan, yang memungkinkan migrasi molekul ke kutub masing-masing tergantung pada muatannya.

Kegunaan: Ini digunakan dalam pemisahan protein seperti glikoprotein, hemoglobin dan molekul protein lipid yaitu. Lipoprotein.

Elektroforesis Kapiler

Jenis elektroforesis ini menggunakan tabung kapiler atau tabung sempit. Ada beberapa langkah yang melibatkan:

  • Pertama, ujung kapiler terendam ke dalam lubang masuk dan keluar.
  • Isi botol masuk dan outlet dengan larutan elektrolit.
  • Hubungkan elektroda ke catu daya tinggi hingga 5-30 kV.
  • Dan sampel kemudian disuntikkan melalui tabung kapiler berongga oleh energi elektrokinetik.
  • Di bawah pengaruh medan listrik, zona analit atau bentuk sampel yang berbeda yang bermigrasi ke sisi outlet.
  • Pita-pita ini kemudian dideteksi secara langsung oleh dinding kapiler.

Kegunaan: Elektroforesis kapiler digunakan untuk analisis makanan, produk farmasi, polutan lingkungan.

Elektroforesis Gel

Itu membuat penggunaan gel sebagai matriks pendukung. Metode yang paling populer dan umum digunakan. Digunakan untuk proses analitik dan persiapan. Ini adalah metode yang paling umum untuk melakukan proses elektroforesis.

Prinsip: Dalam matriks gel berpori ini digunakan yang terdiri dari jaringan polimer yang terhubung silang. Melalui jaringan ini, molekul dengan ukuran, muatan dan bentuk yang berbeda melewati. Ini bergantung pada fakta bahwa molekul bermuatan negatif akan menarik ke arah akhir positif dan sebaliknya. Setelah migrasi, pita akan muncul pada matriks gel pada tingkat yang berbeda yang tertinggal adalah molekul yang berat dan yang bergerak lebih cepat adalah molekul yang lebih ringan melalui pori-pori matriks gel.

Loading...

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *