پایگاه آموزشی و اطلاع رسانی مهندسی پزشکی

آشنایی با الكتروفورز

مفاهيم پايه
الــكــتــــروفــــورز (Electrophoresis) از دو كــلـمـــه Electro (الـكتريكي) و Phoresis به معني حركت و انـتـقـال ذره تـشـكـيـل شـده اسـت و در كـل به معني حركت ذرات در يك مايع تحت ميدان الكتريكي  است.

فيزيولوژی
در آزمــايــش هــاي بــالـيـنــي مـعـمــول تـشـخـيــص آنـزيـم‌هـاي مـهـم مـوجـود در سـرم خـون از جـمـلـه فـاكتـورهـايـي اسـت كه اغلب مورد توجه قرار مي گيرد . الكتروفورز تحت شرايط خاصي قادر است اين آنزيم ها را به صورت كسرهايي نشان دهد كه مقـاديـر اين كسرها بيانگر احتمال وجود صدمات مغزي ، انفاركتوس ميوكارد ، انفاركتوس ريوي ، ديستروفي ماهيچه اي يا بيماري‌هاي كبدي هستند. 

چگونه كار می كند؟
الكتروفورز روشي است كه در آن نمونه هايي كه بار الكتريكي دارند، تحت تأثير يك ميدان الكتريكي از ميان شبكه اي متخلخل حركت مي كنند. سرعت حركت مولكول ها در اين شرايط نه تنها تحت تاثير بار الكتريكي است بلكه عواملي ديگري نظير اندازه و شكـل مـولكـول نيـز در اين امر دخيل هستند. به همين دليل الكتروفورز روشي مناسب و كارآمد در جـداسـازي مـولكـول مـورد استفاده قرار مي گيرد.  بــه طــور مـعـمــول بــراي الكتـروفـورز يـك مخلـوط مـولـكـولـي، لايـه نـازكـي از آن، بـر روي شـبـكـه اي متخلخل كه محلولي را درون خود محبوس كرده اسـت، قـرار داده مـي شـود. پس از برقراري ميدان الكتريكي با اعمال اختلاف پتانسيل در دو سوي اين شــبــكـــه، مـــولـكـــول هـــاي مـــوجـــود در نـمـــونـــه بـــا سرعت‌هاي متفاوتي درون شبكه متخلخل شروع بـه حـركـت مـي كـنـند. اين اختلاف سرعت مبناي جــــداســـازي در الــكــتـــروفـــورز اســـت. در پـــايـــان، مولكول‌هاي پروتئيني مختلف به صورت باندهايي مـجــزا در قـسـمــت هــاي مـخـتـلــف شـبـكــه آشـكـار مـي‌شـونـد. شبكـه متخلخـل در ممـانعـت از انتشـار مولكول‌ها در اثر گرماي ايجاد شده به خاطر جريان الكتريكي نقش مهمي دارد. 
در اغلب دستگا ه هاي الكتروفورز، ژل مابين دو محفظه  بافري قرار مي گيرد به طوري كه ژل تنها واسـطـه در عـبـور جـريـان الـكـتـريـسـيـتـه بين اين دو محفظه باشد.

اجزای دستگاه
سـيـسـتم الكتروفورز از بخش هاي زير تشكيل يافته است: 
محفظه ، منبع تغذيه الكتريكي ، محيط پشتيبان ، معرف شيميايي ، گرمكن (انكوباتور) و غلظت سنج. 
مـحـفـظه الكتروفورز از دو سلول مجزا تشكيل يافته كه در يكي آند (الكترود مثبت) و در ديگري كـــاتـــد (الــكـتــرود مـنـفــي) قــرار مــي گـيــرد. جـنــس الكتردهاي به كار رفته معمولا گرافيت (كربن) يا پلاتين است. 

الكتروفورز پروتئين های ادرار
الــكــتـــروفـــورز پـــروتـئـيــن هــاي ادرار در مــوارد بـيـمـاري‌هـاي اتـوايـمـيـون، بـيـمـاري هـاي كـبـدي و كليوي، التهابات حاد و مزمن در خواست مي شود.

روش انجام تست
براي انجام اين تست ابتدا نمونه مورد نظر را  كه ادرار يا سرم، بنا به در خواست پزشك است  به دماي اتاق رسانده و سپس مراحل انجام كار را به دقت دنبال مي‌كنيم. مراحل به ترتيب زير هستند:
1- كـاغذ استات سلولز كه به صورت ژل هايي هستند كه براي 8 نمونه اغلب كاربرد دارند در بافر مخصوص به مدت 10 دقيقه خيسانده مي شود.
2- بعد از 10 دقيقه اين كاغذ را از محلول در آورده و بين 2 كاغذ خشك كن آرام قرار داده مي شود تا نــم‌گيـري مختصـري انجـام شـود ولـي كـاغـذ نبـايـد خشك شود.
3- در اين مرحله نمونه  توسط اپليكاتور خاصي كه به منظور نمونه گذاري استفاده مي شود برروي كــاغــذ مـنـتـقـل مـي شـود. لازم اسـت كـه نمـونـه هـا 5/1‌سـانـتـيـمـتـر از لـبـه كاغذ و حداقل 1 سانتيمتر از كناره‌ها فاصله داشته باشند.
4- سپس ژل را برگردانده و از پشت داخل تانك الـكـتروفورز كه حاوي بافر مخصوص است قرار داده مي شود به طوري كه نمونه در سمت كاتد باشد.
5- به وسيله 2 لام تميز و كاغذ صافي پلي  براي ارتباط بهتر بافر با ژل تهيه مي شود.
6- تانك را به منبع تغذيه متصل كرده و با تنظيم دسـتگاه روي ولتاژ مناسب (160 ولت) كه شدت جــريــانــي حــدود 6-4 آمـپــر را فـراهـم كـنـد جـريـان الكتريكي برقرار مي شود. بعد از چند بار مصرف بافر جريان افزايش مي يابد كه در اين زمان بافر تانك بايد تعويض  شده و از بافر تازه استفاده نمود.
7- بعد از طي زماني حدود 20 دقيقه، دستگاه را خـامـوش كرده و مراحل رنگ آميزي، رنگ بري، آب‌گيري وشفاف سازي انجام مي شود.
8- در نهـايـت بـانـدهـا بـه وسيلـه اسكنر و برنامه مخصوص خوانده مي شوند.

مزايای الكتروفورز
- ‌امكان جداسازي و تعيين پروتئين ها
- قابليت تفكيك زماني و مكاني مراحل آناليز 
- سهولت و ارزاني نسبي 
- غنـاي اطـلاعـات نهفتـه در داده هـاي بـدست آمده از الكتروفورز دو بعدي

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

کلمات کلیدی: biomedical engineering ، مهندسی پزشکی ، آشنایی با مهندسی پزشکی ، معرفی مهندسی پزشکی ، مهندسی پزشکی گرایش بالینی ، مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک ، مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک ، مهندسی پزشکی گرایش بیومتریال (بیومواد) ، مهندسی پزشکی ایران ، مهندسی پزشکی دانشگاه پیام نور ، پایگاه آموزشی و اطلاع رسانی مهندسی پزشکی ، اخبار و تازه های مهندسی پزشکی ، مقالات مهندسی پزشکی ، آموزش مهندسی پزشکی ، دانلود کتاب های مهندسی پزشکی ، دانلود جزوه های مهندسی پزشکی ، دانلود نمونه سوالات امتحانی مهندسی پزشکی ، الکتروفورز ، Electrophoresis ، آشنایی با الکتروفورز ، آشنایی با Electrophoresis