Apa itu Elektroforesis dan Bagaimana Cara Kerjanya

SainTek.id - Elektroforesis adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan gerakan partikel dalam gel atau cairan dalam medan listrik yang relatif seragam. Elektroforesis dapat digunakan untuk memisahkan molekul berdasarkan muatan, ukuran, dan afinitas pengikatan. Teknik ini terutama diterapkan untuk memisahkan dan menganalisis biomolekul, seperti DNA , RNA, protein, asam nukleat , plasmid, dan fragmen makromolekul ini . Elektroforesis adalah salah satu teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi sumber DNA, seperti dalam pengujian paternitas dan ilmu forensik.

Elektroforesis anion atau partikel bermuatan negatif disebut anaforesis . Elektroforesis kation atau partikel bermuatan positif disebut kataforesis .

Elektroforesis pertama kali diamati pada tahun 1807 oleh Ferdinand Frederic Reuss dari Moscow State University, yang melihat partikel tanah liat bermigrasi dalam air yang terkena medan listrik terus menerus.

kunci Penting: Elektroforesis

• Elektroforesis adalah teknik yang digunakan untuk memisahkan molekul dalam gel atau cairan menggunakan medan listrik.
• Laju dan arah pergerakan partikel dalam medan listrik bergantung pada ukuran molekul dan muatan listrik.
• Biasanya elektroforesis digunakan untuk memisahkan makromolekul, seperti DNA, RNA, atau protein.

Bagaimana Elektroforesis Bekerja? 

Dalam elektroforesis, ada dua faktor utama yang mengontrol seberapa cepat suatu partikel dapat bergerak dan ke arah mana. Pertama, muatan pada sampel itu penting. Spesies bermuatan negatif tertarik ke kutub positif medan listrik, sedangkan spesies bermuatan positif tertarik ke ujung negatif. Spesi netral dapat terionisasi jika medannya cukup kuat. Kalau tidak, itu tidak cenderung terpengaruh.

Faktor lainnya adalah ukuran partikel. Ion dan molekul kecil dapat bergerak melalui gel atau cairan jauh lebih cepat daripada yang lebih besar.

Sementara partikel bermuatan tertarik ke muatan berlawanan dalam medan listrik, ada gaya lain yang mempengaruhi pergerakan molekul. Gesekan dan gaya retardasi elektrostatik memperlambat kemajuan partikel melalui cairan atau gel. Dalam kasus elektroforesis gel, konsentrasi gel dapat dikontrol untuk menentukan ukuran pori matriks gel, yang mempengaruhi mobilitas. Buffer cair juga hadir, yang mengontrol pH lingkungan.

Saat molekul ditarik melalui cairan atau gel, mediumnya memanas. Ini dapat mendenaturasi molekul serta mempengaruhi laju pergerakan. Tegangan dikendalikan untuk mencoba meminimalkan waktu yang diperlukan untuk memisahkan molekul, sambil mempertahankan pemisahan yang baik dan menjaga keutuhan spesies kimia. Terkadang elektroforesis dilakukan di lemari es untuk membantu mengimbangi panas.

Jenis Elektroforesis

Elektroforesis mencakup beberapa teknik analitik terkait. Contohnya meliputi:

elektroforesis afinitas - Elektroforesis afinitas adalah jenis elektroforesis di mana partikel dipisahkan berdasarkan pembentukan kompleks atau interaksi biospesifik

elektroforesis kapiler - Elektroforesis kapiler adalah jenis elektroforesis yang digunakan untuk memisahkan ion tergantung terutama pada jari-jari atom, muatan, dan viskositas. Seperti namanya, teknik ini biasa dilakukan dalam tabung kaca. Ini menghasilkan hasil 

yang cepat dan pemisahan resolusi tinggi.

elektroforesis gel - elektroforesis gel adalah jenis elektroforesis yang banyak digunakan di mana molekul dipisahkan oleh gerakan melalui gel berpori di bawah pengaruh medan listrik. Dua bahan gel utama adalah agarosa dan poliakrilamida. Elektroforesis gel digunakan untuk memisahkan asam nukleat (DNA dan RNA), fragmen asam nukleat, dan protein.

immunoelectrophoresis - Immunoelectrophoresis adalah nama umum yang diberikan untuk berbagai teknik elektroforesis yang digunakan untuk mengkarakterisasi dan memisahkan protein berdasarkan reaksinya terhadap antibodi.

electroblotting - Electroblotting adalah teknik yang digunakan untuk memulihkan asam nukleat atau protein setelah elektroforesis dengan mentransfernya ke membran. Polimer polivinilidena fluorida (PVDF) atau nitroselulosa umumnya digunakan. Setelah spesimen telah pulih, dapat dianalisis lebih lanjut menggunakan noda atau probe. Western blot adalah salah satu bentuk elektroblotting yang digunakan untuk mendeteksi protein spesifik menggunakan antibodi buatan.

elektroforesis gel medan berdenyut - Elektroforesis medan berdenyut digunakan untuk memisahkan makromolekul, seperti DNA, dengan secara berkala mengubah arah medan listrik yang diterapkan pada matriks gel. Alasan mengapa medan listrik berubah adalah karena elektroforesis gel tradisional tidak dapat secara efisien memisahkan molekul yang sangat besar yang semuanya cenderung bermigrasi bersama. Mengubah arah medan listrik memberi molekul arah tambahan untuk bergerak, sehingga mereka memiliki jalur melalui gel. Tegangan umumnya dialihkan antara tiga arah: satu berjalan di sepanjang sumbu gel dan dua pada 60 derajat ke kedua sisi. Meskipun prosesnya memakan waktu lebih lama daripada elektroforesis gel tradisional, lebih baik memisahkan potongan besar DNA.

pemfokusan isoelektrik - pemfokusan isoelektrik (IEF atau pemfokusan elektro) adalah bentuk elektroforesis yang memisahkan molekul berdasarkan titik isoelektrik yang berbeda. IEF paling sering dilakukan pada protein karena muatan listriknya bergantung pada pH.