Машина электрофорная: Купить машина электрофорная малая по выгодной цене

Содержание

Электрофорная машина. Устройство и работа. Особенности

Электрофорная машина или генератор Вимшурста – это электростатический прибор индукционного типа, по сути являющийся источником электроэнергии. В XXI веке эти устройства в основном применяются в качестве демонстрационной техники, используемой при проведении физических опытов. С их помощью легко объясняется суть различных электрических эффектов, а также выясняются причины их проявления.

Прибор назван по имени британского инженера Джеймса Вимшурста, который изобрел его «на заре» становления электротехники. Развитие новой для того времени идеи практически остановилось к моменту появления более совершенных генерирующих устройств.

Генератор Вимшурста имеет богатое историческое прошлое, начало которого относят к середине 19 века. В то время немецкий физик Август Теплер разработал проект создания так называемая «электрофорная машина», являющейся логическим продолжением идеи Вимшурста.

Примерно в то же время немецкий естествоиспытатель В. Хольц изобрел агрегат, по внешнему виду и конструкции чем-то схожий с этим прибором. Особенность созданной им машины состояла в большей величине заряда, накапливаемого в лейденских банках. Благодаря этому изобретению ученый из Германии стал считаться родоначальником и создателем целой серии приборов для получения постоянного тока.

Позднее сравнительно простая электрофорная машина В. Хольца была усовершенствована Д. Уимсхерстом из Великобритании. Созданная им модификация до сих пор используется в физических лабораториях с целью наглядной демонстрации электростатических эффектов, а также для проведения самых различных опытов.

Устройство машины

Электрофорная машина содержит следующие обязательные составляющие:

Пара дисков с размещенными на них алюминиевыми сегментами.
Проводящие элементы конструкции, используемые для съема зарядов.
Основание или стойка, на которой закрепляются диски.
Лейденские банки в количестве 2-х штук и связанные с ними разрядные шары.

При работе устройства диски с размещенными на них секторами из алюминия, выполняющими функцию конденсаторов, вращаются в противоположных направлениях. Из-за хаотичных электрических процессов, регулярно происходящих в атмосфере, на одном или на нескольких сегментах всегда присутствует микроскопический заряд. Обычно он появляется вследствие трения конденсаторных обкладок о воздух.

Из-за особенностей конструкции электрофорной машины заранее предсказать знак начального электростатического заряда на каждом из дисков практически невозможно.

Используемые в конструкции Лейденские банки набираются из последовательно соединенных конденсаторов, что позволяет получить практически любую суммарную емкость. При их сборке особое внимание обращается на то, чтобы номиналы электролитов были абсолютно одинаковыми (с минимальным отличием). При нарушении этого требования напряжение на каждой из секций будет отличаться, что приведет к нарушениям в работе накопительной системы.

Съемники заряда в этом устройстве представлены оригинальными по своей конструкции индукционными нейтрализаторами. Они изготовлены в виде тонкой металлической пластинки с разрезанными краями (типа гребенки). При монтаже прибора эти элементы располагаются близко к поверхности диска, не касаясь ее.

Существуют конструкции, в которых щетки съемника слегка соприкасаются с краями сегментов. Для каждого диска с разной полярностью заряда делается отдельный съемник, то есть нейтрализаторы получаются спаренными.

Как работает электрофорная машина

Порядок работы агрегата описывается следующей последовательностью действий:

Оператор вручную или с помощью электрического двигателя приводит во вращательное движение оба диска системы, генерирующей электричество.
За счет небольшого начального заряда и сил трения о воздух в них формируются электрические поля противоположной полярности.
При этом в Лейденских банках, содержащих электролитические конденсаторы, накапливаются разноименные заряды с повышенной плотностью распределения.
В момент, когда величина разницы потенциалов достигает предельного значения – в промежутке между электродами (шарами) проскакивает мощная искра.

В зависимости от конструкции разрядников и их формы удается получить разряды самой различной силы. Этот показатель может произвольно задаваться оператором, который сближает или раздвигает электроды разрядного механизма.

В свое время была замечена взаимосвязь между напряженностью поля вблизи от шаров и скоростью разряда банок Лейдена (чем она выше – тем быстрее они разряжаются). Позднее это наблюдение позволило сформулировать несколько полезных установок, касающихся искровых процессов, происходящих в воздушной среде.

Объяснение принципа образования полярного заряда

Понять, как электрофорная машина формирует заряды противоположной полярности, поможет ознакомление со следующими моментами:

Разность электрических потенциалов в основном образуются в нем не за счет сил трения, а в результате повышения поверхностной плотности зарядов на сегментах диска.
Конструкцией этого агрегата предусмотрено наличие двух типов конденсаторов.
Первая разновидность представлена Лейденскими банками, выполняющими функцию накопителя заряда.
Вторая – это сегменты каждого из 2-х дисков, по своему устройству напоминающие конденсаторные элементы с алюминиевыми обкладками.

Кроме того, в этом агрегате имеется две разновидности нейтрализаторов, основное назначение которых – управление всей системой накопления электричества. Первый из этих элементов предназначен для снятия зарядов с сегментов дисков (вращающихся конденсаторов), а второй – для их поляризации.

После рассмотренных особенностей конструкции становится понятно, как электрофорная машина обеспечивает получение полярных зарядов. Электрическая энергия образуется в нем путем принудительной «накачки» конденсаторов усилиями оператора. Нужный результат достигается за счет резкого повышения поверхностной плотности зарядов в точках съема.

Особенности изготовления устройства своими руками

Основу агрегата составляют два диска, для изготовления которых в домашних условиях потребуется качественный диэлектрический материал (акрил, эбонит и т. п.). При сборке они вертикально насаживаются на опору с осевыми подшипниками и могут свободно вращаться в противоположных направлениях (один по часовой стрелке, другой – против ее движения).

Для вращения дисков потребуется рукоятка в виде изогнутого стального стержня с деревянной ручкой, обозначенная (1). В качестве элементов передачи усилия от рабочей оси в данной конструкции используются приводные ремни (два шкива). Плоскость одного из них в системе привода перевернута на 180 градусов.

За счет такого приема удается получить разнонаправленное вращение основных рабочих частей агрегата, обеспечивающее индукцию зарядов. Оба диска раскручиваются одной рукояткой, что гарантирует синхронность их работы.

На наружные плоскости наклеиваются вырезанные из алюминия полоски (4), не доходящие до краев диска примерно на 0,5 см. Они располагаются радиально, то есть в виде исходящих из центра лучей. На обоих дисках следует предусмотреть одинаковое количество и идентичное расположение наклеиваемых полосок (они должны быть зеркальным отражением один другого).

В качестве элементов конструкции для снятия заряда используются щетки (5), с которых он переносится по проводникам (6, 7, 8 и 9) в Лейденские банки.

В процессе эксплуатации машины Вимшурста алюминиевые полоски в месте контакта со щетками постепенно изнашиваются, после чего они не обеспечивают эффективного стекания заряда. Свести этот износ к минимуму поможет наличие зазора между съемником и плоскостью дисков, а также постоянный контроль состояния контактов в месте подключения гибких проводников (6 и 7).

Проводники изготавливаются из кусков гибкой изолированной медной проволоки. С их помощью соединяются группы разных по полярности алюминиевых полосок, закрепленных на дисках. Проводники (8 и 9) обеспечивают получение своеобразной «земли» или точки нулевого потенциала. За счет нее и образуется рабочее напряжение, представляющее собой разность потенциалов на обкладках конденсаторов банок Лейдена.

Практическое применение

Сначала генератор Вимшурста применялся как агрегат, с помощью которого удается получать электрический ток небольшой величины. К концу 19 века электрофорная машина перестала использоваться для практических целей, поскольку были изобретены более мощные э/м генераторы. Сегодня эти конструктивно и морально устаревшие устройства хоть и редко, но применяются в качестве индукционных нейтрализаторов зарядов на поверхности жидких диэлектриков.

Примером могут служить запасы нефти, перевозимые по железным дорогам или накапливающиеся в резервуарах хранилищ. Однако использование электрофорных машин для этих целей возможно лишь при строгом соблюдении требований пожарной безопасности, согласно которым необходимо полностью исключить возможность искрообразования.

Электрофорная машина « Попаданцев.нет

Когда-то электрофорную машину можно было увидеть в любом школьном кабинете физики.
Сейчас их тоже производят и тоже показывают школьникам — но далеко не везде. Все-таки сейчас впечатление от ее работы не настолько впечатляющее, чем было в начале прошлого века.

Однако, если ее продемонстрировать лет этак на тысячу раньше…

Принцип действия прост — два диэлектрических диска с нанесенными на их поверхность металлическими полосками.
Диски вращаются в противоположных направлениях, желательно побыстрее. Если в кусочки металла, пролетающие друг относительно друга, имеют хоть какую-то разницу потенциалов (а реальный мир такой — ничего поровну не дается), то при эта разница усиливается, нужно ее только снять.
Для этого существуют по две щетки для каждого диска, заряд накапливается в лейденских банках по бокам.

Вот современная школьная модель с прозрачными дисками, тут видно устройство:

Конкретно эта модель имеет размер диска в 30 см, расстояние между дисками — от 2.5 до 7 мм (диски не сделаны с высокой точностью). Высота ее лейденских банок по 12 см. И этого всего хватает, чтобы в сухом воздухе получить искру в 55 мм! Да, при этом скорость вращения 120 оборотов в минуту, но скажите мне — что в этой машине невозможно построить в том же Древнем Египте? Подшипник скольжения, который не несет нагрузок? Ременная передача вместо шестеренок? (кстати, на верхнем фото ремень). Диэлектрические диски? Кусочки металлической фольги без разницы какого металла? Лейденские банки?

Главное отличие использования такой штуки где-нибудь в Древней Греции — в горячем и влажном воздухе искра будет в полтора раза меньше.
Но искра ведь запасается в лейденской банке, и для попаданца выгоднее будет сделать простой конденсатор, куда более емкий. Ведь конструкция такой машины фактически не изменилась со времен ее изобретения, тут есть что совершенствовать.

Когда в 1865 году эта штука была изобретена, она применялась для развлечения — выстраивался ряд людей, держащихся за руки и через эту цепь пропускался заряд. Удар электрическим током был незабываемым опытом, желающих хватало, а кардиоэлектростимуляторов, которые бы позагинались от такого развлечения, тогда еще не придумали.

Если попаданец все же решится основать религию, то такая девайсина ему крайне пригодится.
По сравнению гальванической батареей она дает не пол-вольта, а десятки тысяч вольт. Пяти-сантиметровая искра в полутемном храме это нечто! Да и бьюшие током иконы тоже неплохо.
При этом — никаких сложных элементов, заряд накапливает за считанные секунды и заряд солидный.
Кроме всего прочего — позволяет легко намагнитить компас.

И последнее — будете строить электрофорную машину в древности, стройте из благородных металлов, красного дерева, перламутра и прочего. Вплоть до рога единорога. Это ведь не паровая машина, пыхтящая в темном закоулке технологического помещения, это вещь, которая должна внушать!

Электрофорез в агарозном геле, как он работает и его применение

Простые законы физики диктуют, что при подаче тока на среду, содержащую заряженные частицы, эти частицы будут мигрировать в сторону противоположного заряда. В зависимости от среды, через которую они перемещаются, другие характеристики, такие как размер присутствующих видов, могут повлиять на их движение, что приведет к разделению. Это основа, на которой построены методы электрофореза, такие как электрофорез в агарозном геле, которые широко используются в науках о жизни.

Что такое электрофорез?
Что такое электрофорез в агарозном геле?
Как работает гель-электрофорез?
Этапы гель-электрофореза ДНК, аппарат для гель-электрофореза, буфер для электрофореза и электрическое разделение
Как читать гель-электрофорез
Какова цель гель-электрофореза?
Глоссарий ДНК-электрофореза в агарозном геле

В этой статье мы рассмотрим, как работает электрофорез в агарозном геле, как его можно интерпретировать и некоторые из его целей.

Что такое электрофорез?

Электрофорез — это метод, использующий электрический ток для разделения ДНК, РНК или белков на основе их физических свойств, таких как размер и заряд.

Что такое электрофорез в агарозном геле?

Электрофорез в агарозном геле — это форма электрофореза, используемая для разделения фрагментов нуклеиновых кислот (ДНК или РНК) в зависимости от их размера. Отрицательно заряженная ДНК / РНК мигрирует через поры агарозного геля к положительно заряженному концу геля при приложении электрического тока, при этом более мелкие фрагменты мигрируют быстрее. Полученные полосы затем можно визуализировать с помощью ультрафиолетового (УФ) света.

РНК, ¹, однако, имеет тенденцию образовывать вторичные структуры – иногда несколько разных видов для одного и того же фрагмента – которые влияют на то, как она мигрирует. Следовательно, наблюдаемые полосы не всегда отражают их истинные размеры, и изображения получаются размытыми. Нативные агарозные гели (где условия не нарушают естественные структуры аналитов) поэтому, как правило, не используются для анализа размеров РНК, хотя они могут дать оценку количества и целостности. Альтернативы включают нозерн-блоттинг и денатурирующий электрофорез в агарозном геле ², которые используют условия, способные разрушить вторичные структуры.

Агарозные гели также можно использовать для разделения белков ³ в зависимости от их размера и заряда (в отличие от ДНК/РНК, заряд белков зависит от включенных в них аминокислот). Однако из-за больших размеров пор в агарозных гелях белки часто разделяют на полиакриламидных гелях, которые вместо этого имеют более мелкие поры, что обеспечивает большее разрешение для небольших белковых молекул.

Поэтому в оставшейся части этой статьи мы сосредоточимся на электрофорезе ДНК в агарозном геле.

Как работает гель-электрофорез?

Агароза является компонентом агара. Он образует трехмерную гелевую матрицу спиральных молекул агарозы в суперскрученных пучках, удерживаемых водородными связями, с каналами и порами, через которые могут проходить молекулы. При нагревании эти водородные связи разрываются, превращая агарозу в жидкость и позволяя вылить ее в форму до того, как она вернется в исходное состояние (рис. 1).

Рис. 1. Порообразование и температурно-индуцированный переход состояний в агарозном геле.

Процентное содержание агарозы в геле влияет на размер пор и, следовательно, на размер молекул, которые могут проходить через них, и на скорость, с которой они это делают. Чем выше процентное содержание агарозы, тем меньше размер пор, следовательно, тем меньше молекул, способных пройти, и тем медленнее миграция. В лаборатории молекулярной биологии для повседневного разделения ДНК обычно используется 0,7-1% агарозный гель, обеспечивающий хорошую и четкую дифференциацию фрагментов в диапазоне 0,2-10 т. п.о. Более крупные фрагменты могут быть разделены с использованием гелей с более низким процентным содержанием, но они становятся очень хрупкими и трудными в обращении, в то время как гели с более высоким процентным содержанием обеспечивают лучшее разрешение мелких фрагментов, но являются хрупкими и могут затвердевать неравномерно.

Для чего используется гель-электрофорез?

Гель-электрофорез используется для разделения смесей биомакромолекул, таких как ДНК, РНК и белки. Этот метод разделяет молекулы по размеру и/или заряду. Это достигается путем протягивания молекул через гель, содержащий крошечные поры, с помощью электрического поля.

Поскольку ДНК не видна невооруженным глазом, во время отверждения в гель вводится интеркалирующий краситель, такой как бромид этидия (EtBr). Это связывает ДНК и флуоресцирует в ультрафиолетовом свете, позволяя визуализировать фрагменты ДНК. Чем больше присутствует ДНК, тем ярче полоса.

Образцы, смешанные с загрузочным красителем, помещают на один конец геля, который погружают в подвижный буфер. Затем электрический ток пропускают через гель с помощью электродов на каждом конце бака с гелем (рис. 2).

Рис. 2: Иллюстрация установки для электрофореза в агарозном геле. Агарозный гель помещается в емкость с буфером, образцы, смешанные с загрузочным красителем, помещаются в лунки на одном конце геля, и подается электрический ток, заставляющий отрицательно заряженную ДНК двигаться к положительному электроду (анод [Обновлено, 13 февраля , 2023]).

Когда образцы пробежали достаточно далеко, чтобы получить достаточное разделение, гель удаляют из резервуара и помещают в коробку с УФ-светом. Затем интеркалирующий краситель позволяет визуализировать полосы образца и определить их размер по сравнению с лестницей ДНК с известными размерами полос. Связь между расстоянием миграции и размером фрагмента нелинейна, что повышает важность включения маркеров размера в качестве ориентира (рис. 3).

Рисунок 3: A) На приведенном выше рисунке показан типичный результат электрофореза ДНК. Слева находится маркер размера, который используется в качестве эталона длины фрагментов ДНК образца (в парах оснований). Справа от маркера находятся три образца: образец A, образец B и образец C. На изображении показано, как более мелкие фрагменты ДНК продвигаются дальше через агарозный гель, чем более крупные фрагменты ДНК. B) График справа от изображения показывает нелинейную зависимость между размером фрагментов ДНК и пройденным расстоянием. Это отрицательная кривая, и по мере того, как фрагменты ДНК становятся больше, они мигрируют через гель на меньшее расстояние. Авторы и права: Mckenzielower, воспроизведено по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International .

Этапы гель-электрофореза ДНК, установка для гель-электрофореза, буфер для электрофореза и электрическое разделение учитывать.

1.       Определите требуемый процент геля – 0,7–1% агарозного геля обычно достаточно для большинства применений, но важно выбрать процентное содержание, соответствующее вашим образцам и ожидаемым размерам фрагментов. Смешайте порошок агарозы с тем же буфером типа , который будет использоваться для запуска геля, и нагрейте, чтобы смесь расплавилась, избегая кипения. Трис-ацетат-этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) (ТАЭ) или трис-борат-ЭДТА (ТВЕ) ⁵ часто являются предпочтительными буферами, поскольку растворы трис-кислоты являются эффективными буферами для слабощелочных условий, сохраняя ДНК депротонированной и растворимой в вода. ЭДТА, хелатирующий агент, инактивирует нуклеазы, которые могут повредить анализируемую ДНК.

2.       Залить гель – Выберите форму для литья геля и гребенку нужного размера, обеспечивающую достаточное количество лунок для всех образцов и лестниц, а также вместимость лунок для размещения количества каждого загружаемого образца. Закрепите открытые концы формы литейной рамкой или лентой, чтобы удерживать гель во время его затвердевания. Добавьте интеркалирующий краситель DNA на дно формы – для EtBr обычно используется 0,2–0,5 мкг/мл. Доказательства того, что EtBr является мутагеном, в настоящее время все еще обсуждаются, но, следовательно, многие лаборатории перешли на альтернативы ⁶, например GelRed. Добавьте гель, стараясь не переполнить форму, и убедитесь, что интеркалирующий краситель равномерно перемешан. Не наливайте гель, когда он слишком горячий, иначе форма может деформироваться или сломаться.

3.       Смешайте образцы/лестницы с загрузочным красителем – Загрузочные красители выполняют несколько функций. Они позволяют пользователю видеть, где находится его бесцветный образец, что облегчает точное пипетирование образца в лунку и, таким образом, снижает вероятность перекрестного загрязнения образцов между лунками. Когда гель работает, краситель мигрирует вместе с образцом, позволяя пользователю определить, где в геле находится образец, и предотвратить его перемещение слишком далеко и потерю в буфере. Образцы ДНК без загрузки красителя также имеют тенденцию диспергироваться в рабочем буфере при загрузке, поскольку они менее плотные. Поэтому большинство наполняющих красителей содержат глицерин или фиколл, которые делают смесь образца и красителя более плотной, поэтому она оседает на дне лунок. Бромфеноловый синий является популярным красителем, но некоторые из них также содержат дополнительные красители, такие как ксилолцианол. Хотя загрузочные красители можно купить, многие лаборатории предпочитают изготавливать их самостоятельно. ⁷

Если вы работаете с очень небольшими объемами образца (например, менее 5 мкл), на этом этапе может быть целесообразно добавить немного воды , чтобы облегчить эффективную загрузку гелевых лунок. и равномерно. Точно так же, если вы ожидаете, что концентрация ДНК в некоторых образцах будет намного выше, чем в других, может также потребоваться добавить воду в смесь этих концентрированных образцов с красителем на этом этапе. Если вы этого не сделаете, сильный сигнал, подаваемый этими полосами во время визуализации, может маскировать более слабые полосы или потребовать чрезмерной экспозиции сильных полос для просмотра более слабых, создавая яркие искаженные области на изображении геля.

4.       Загрузите гель – Снимите литейную рамку/ленту с затвердевшего геля и поместите ее в резервуар для геля, убедившись, что лунки находятся на отрицательном конце (черные электроды). Заполните бак рабочим буфером (TAE или TBE) так, чтобы гель был погружен в воду. Осторожно снимите гребенку и аккуратно пипеткой внесите в лунки образец красителя (и воду, если она используется). Старайтесь не касаться кончиком пипетки краев лунок, так как они могут сломаться и позволить одному образцу попасть в другой. К такому же результату может привести перегрузка скважин. Большое количество ДНК также может замедлить миграцию ДНК во время бега. Загрузить маркерные лестницы , предпочтительно по одной на каждом конце ряда образцов. Гели не всегда могут располагаться по идеально прямой линии, поэтому наличие лестницы на каждом конце облегчает определение размеров присутствующих фрагментов. Доступны различные лестницы с указанием различных размеров; выберите тот, который наиболее подходит для размеров фрагментов, которые вы ожидаете увидеть.

5.       Запустите гель – Наденьте крышку на резервуар, подключив электроды черный к черному и красный к красному, и подключите электроды к блоку питания, также черный к черному и красный к красному. Это вместе с баком для геля составляет Аппарат для гель-электрофореза . Убедитесь, что электроды и крышка установлены правильно, иначе ваши образцы будут вытекать из лунок в обратном направлении в рабочий буфер. Установите время и напряжение, при котором будет работать ваш гель; 120 В в течение 35 минут является хорошим приближением, однако оно должно быть адаптировано к используемому процентному содержанию геля и ожидаемым размерам разделяемых фрагментов, чтобы обеспечить хорошее электрическое разделение . Подача тока на агарозный гель приведет к его нагреву, чем выше напряжение, тем больше он будет нагреваться, поэтому при работе с гелями с низким процентным содержанием рекомендуется использовать более низкие напряжения, чтобы предотвратить плавление. Может возникнуть соблазн увеличить напряжение, чтобы гель работал быстрее. Однако это может привести к «гелю-смайлику», когда полосы изогнуты вверх на каждом конце, что затрудняет определение правильного размера полосы. Здесь гель начал слегка таять, из-за чего полосы шли неравномерно. Это также может привести к тому, что полосы будут размытыми и плохо очерченными.

6.       Визуализация — После того, как образцы пройдут большую часть пути вниз по гелю (краситель сделает это видимым), выключите блок питания. Надев перчатки, осторожно извлеките гель в форме из резервуара, сливая излишки рабочего буфера, и перенесите в УФ-бокс в соответствующем контейнере для визуализации. Смените перчатки, чтобы предотвратить загрязнение окружающих поверхностей, дверных ручек и т. д. интеркалирующим красителем из геля или бегущего буфера. Если фрагменты ДНК необходимы для последующего применения, соответствующие полосы можно осторожно вырезать из геля с помощью лезвия скальпеля, помещая его в коробку с УФ-светом в темной комнате. Убедитесь, что вы носите защитную маску для лица от ультрафиолетового излучения и держите кожу закрытой, когда световой короб включен, чтобы предотвратить повреждение кожи или глаз ультрафиолетовым светом.

Как читать результаты гель-электрофореза

Агарозные гели можно визуализировать с помощью УФ-светильника в темной комнате или с помощью автономного светового короба, подключенного к камере. Какая бы система ни использовалась, УФ-свет проходит через гель снизу, и полосы ДНК флуоресцируют благодаря интеркалирующему красителю, связанному с ними. Это можно зафиксировать с помощью камеры со специальным УФ-фильтром для ваших записей. Лестницы маркеров поставляются с направляющей для указания размера каждой группы, которую они включают. Поэтому, сравнивая это с полосами на пробных дорожках, можно определить размеры полос. Относительное количество ДНК между образцами также можно сравнить, поскольку более высокие концентрации ДНК будут давать более яркие полосы. Пример показан на рис. 4.9.0006

Рисунок 4: Агарозный гель (2%) анализ ПЦР-амплифицированных продуктов из ДНК, извлеченной из диагностического образца бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) пациента с легочными симптомами. Кредит: Центры по контролю и профилактике заболеваний.

Какова цель гель-электрофореза?

Существует ряд причин, по которым желательно разделение фрагментов ДНК, многие из которых широко применимы в биологических дисциплинах. Рассмотрим некоторые общие цели.

Визуализация образца ДНК
Разделение и визуализация фрагментов ДНК позволяет пользователю определить:
Наличие ДНК в образце работал, и поэтому в контексте диагностического теста может определить, является ли образец положительным или отрицательным.

Размеры присутствующих фрагментов ДНК – При проведении ПЦР или рестрикции, например, соответствует ли полоса ожидаемому размеру? Это может подтвердить успешность генно-инженерных экспериментов или указать на наличие или отсутствие генетических вставок, делеций ⁸ или повторяющиеся области ⁹, которые можно использовать в качестве диагностического инструмента для некоторых генетических состояний. При подготовке ДНК для секвенирования следующего поколения важно, чтобы фрагментированная ДНК для подготовки библиотеки имела правильный размер для эффективного секвенирования.

Количество присутствующей ДНК – Хотя существуют более точные методы точного количественного определения ДНК, ¹⁰, такие как спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой областях, при обработке образцов на геле интенсивность образующейся полосы может дать приблизительную оценку. представление о количестве ДНК в образце по отношению к другим образцам.

Степень чистоты образца – Хотя в некоторых случаях можно ожидать размытую полосу, например, при анализе цельной геномной ДНК, при ПЦР или рестрикционном расщеплении обычно можно ожидать четкой, четкой полосы. Рассеянные полосы или мазки могут указывать на субоптимальные условия ПЦР или праймеры, неполное расщепление или наличие мешающих примесей, таких как РНК, в случае образца ДНК.

Выделение фрагментов ДНК для очистки
Если фрагменты ДНК требуются для последующих применений, таких как клонирование, ¹¹ или после рестрикционного расщепления, может оказаться желательным отделить фрагменты ДНК определенного размера от других в общей пробе. Для этого расщепленный или амплифицированный образец можно нанести на гель, а кусок геля, содержащий интересующие фрагменты, вырезать. Наборы для очистки и протоколы ¹² ^{, 13} доступны для очистки ДНК из агарозного геля перед переходом к последующим этапам.

Разделение фрагментов ДНК для Саузерн-блоттинга
Саузерн-блоттинга — это метод, используемый для обнаружения определенных последовательностей ДНК в образце. Однако для этого фрагменты ДНК сначала необходимо разделить с помощью электрофореза в агарозном геле, прежде чем их можно будет исследовать на наличие целевых последовательностей.

Анализы сдвига электрофоретической подвижности (EMSA)
EMSA, ¹⁴, также называемые анализами сдвига в геле, используются для обнаружения взаимодействий между белками и нуклеиновыми кислотами. Примеры могут включать связывание факторов транскрипции ¹⁵, которые способствуют или предотвращают экспрессию генов. Когда белок связывается с фрагментом ДНК, он меняет способ своей миграции через агарозный гель, вызывая «сдвиг». Таким образом, используя различные комбинации фрагментов ДНК с предполагаемым ДНК-связывающим белком и без него, можно определить, произошло или не произошло связывание, и, таким образом, определить последовательность-мишень.

Глоссарий ДНК-электрофореза в агарозном геле

Термин

Определение

Электрофорез в агарозном геле
90 277
Форма электрофореза, используемая для разделения макромолекул, таких как фрагменты ДНК, в агарозной матрице.

Хелатирующий агент

Химическое соединение, которое реагирует с ионами металлов с образованием стабильных водорастворимых комплексов металлов.

Денатурирующие агарозные гели

Агарозные гели работают в условиях, которые нарушают естественную структуру ДНК, РНК или белков, заставляя их разворачиваться.

Депротонирование

Удаление протона (H ⁺).

Лестница ДНК/маркерная лестница

Раствор фрагментов ДНК известных размеров, который можно использовать для экстраполяции размеров фрагментов в неизвестных образцах.

Электрическое разделение

Разделение биомолекул, таких как ДНК, РНК или белки, в зависимости от их размера и/или заряда с помощью электрического тока.

Электрофорез

Метод, использующий электрический ток для разделения ДНК, РНК или белков на основе их физических свойств, таких как размер и заряд.

Анализы сдвига электрофоретической подвижности (EMSA)

Также называемые анализами сдвига в геле, EMSA представляют собой основанный на электрофорезе метод, используемый для обнаружения взаимодействий между белками и нуклеиновыми кислотами.

Аппарат для гель-электрофореза

Оборудование, используемое для проведения гель-электрофореза, которое обычно состоит из резервуара для геля и блока питания с соединительными электродами.

Интеркалирующий краситель

Красители, которые связывают двухцепочечную ДНК, что позволяет визуализировать их в УФ-свете.

Загрузочный краситель

Краситель, используемый для подготовки цепочек ДНК и образцов для электрофореза, который позволяет их видеть невооруженным глазом и увеличивает их плотность для предотвращения дисперсии.

Мутаген

Химическое или физическое явление, вызывающее ошибки в репликации ДНК.

Нативные агарозные гели

Агарозные гели работают в условиях, позволяющих сохранить естественную структуру биомолекул, таких как ДНК, РНК или белки.

Нозерн-блоттинг

Метод, используемый для обнаружения специфических последовательностей РНК в образце, который использует электрофорез для разделения образцов.

Нуклеазы

Ферменты, расщепляющие нуклеиновые кислоты, такие как ДНК или РНК.

Электрофорез в полиакриламидном геле

Форма электрофореза, используемая для разделения макромолекул, таких как нуклеиновые кислоты и белки, в полимеризованной акриламидной матрице.

Рестриктивное разложение

Процесс, в котором используются ферменты для разрезания ДНК в определенных местах в соответствии с окружающей последовательностью ДНК.

Рабочий буфер

Буфер, используемый для заполнения бака, в который погружен гель и который будет работать. Это помогает поддерживать стабильные условия.

Вторичная структура

Трехмерная структура, принятая полипептидом или полинуклеотидом в результате электростатического притяжения между соседними остатками.

Саузерн-блоттинг

Метод, используемый для обнаружения определенных последовательностей ДНК в образце, который использует электрофорез для разделения образцов.

Факторы транскрипции

Белки, участвующие в процессе преобразования или транскрипции ДНК в РНК.

Каталожные номера

1. Рио Д.К., Арес М., Хэннон Г.Дж., Нильсен Т.В. Неденатурирующий электрофорез РНК в агарозном геле. Протокол Харба Колд Спринг . 2010;2010(6):pdb.prot5445. doi:10.1101/pdb.prot5445

2. Масек Т., Вопаленский В., Сухомелова П., Посписек М. Электрофорез денатурирующей РНК в ТАЕ-агарозных гелях. Анальная биохимия . 2005;336(1):46-50. doi:10.1016/j.ab.2004.09.010

3. Krizek DM, Rick ME. Электрофорез белков в агарозном геле. Curr Protoc Cell Biol . 2002;15(1):6.7.1–6.7.13. дои: 10.1002/0471143030.cb0607s15

4. Lee PY, Costumbrado J, Hsu CY, Kim YH. Электрофорез в агарозном геле для разделения фрагментов ДНК. J Vis Exp . 2012;(62):3923. doi:10.3791/3923

5. Сандерсон Б.А., Араки Н., Лилли Дж.Л., Герреро Г., Льюис Л.К. Модификация архитектуры геля и буферного состава TBE/TAE для сведения к минимуму нагрева во время электрофореза в агарозном геле. Анальная биохимия . 2014; 454:44-52. doi:10.1016/j.ab.2014.03.003

6. Холл AC. Сравнение окрашивания ДНК и методов окрашивания для электрофореза в агарозном геле. биоРксив . 2019. doi:10.1101/568253

7. Краситель для загрузки ДНК в гель (10X). Протокол Харба Колд Спринг . 2008; 2008(8):pdb.rec11373. doi:10.1101/pdb.rec11373

8. Schwarz MJ. ДНК-диагностика муковисцидоза. Энн Клин Биохим . 1998;35(5):584-610. doi:10.1177/000456329803500502

9. Марвал А., Саху А.К., Гаур Р.К. Глава 16. Молекулярные маркеры: инструмент для генетического анализа. В: Верма А.С., Сингх А., ред. Биотехнология животных . Академическая пресса; 2014:289-305. doi:10.1016/B978-0-12-416002-6.00016-X

10. Tweedie JW, Stowell KM. Количественное определение ДНК с помощью электрофореза в агарозном геле и анализ топоизомеров плазмиды и ДНК М13 после обработки рестрикционной эндонуклеазой или ДНК-топоизомеразой I. Biochem Mol Biol Educ . 2005;33(1):28-33. doi:10.1002/bmb.2005.494033010410

11. Molnar C, Gair J. Глава 10.1 Клонирование и генная инженерия. В: Концепции биологии . Опубликовано в сети 14 мая 2015 г. По состоянию на 2 февраля 2022 г. https://opentextbc.ca/biology/chapter/10-1-cloning-and-genetic-engineering/

12. Balletbó A. Очистка ДНК из агарозного геля (протокол для набора NucleoSpin® pCR для очистки геля для выделения). протоколы.io . Опубликовано 22 сентября 2019 г. По состоянию на 2 февраля 2022 г. doi:10.17504/protocols.io.7hrhj56

13. Дауни Н. Экстракция ДНК из агарозных гелей. В: Казали Н., Престон А., ред. Плазмидные векторы E. coli: методы и применение . Методы молекулярной биологии ^TM . Хумана Пресс; 2003: 137-139. дои: 10.1385/1-59259-409-3:137

14. Хеллман Л.М., Фрид М.Г. Анализ сдвига электрофоретической подвижности (EMSA) для обнаружения взаимодействий белок-нуклеиновая кислота. Нац. протокол . 2007;2(8):1849-1861. doi:10.1038/nprot.2007.249

15. Юсаф Н., Гулд Д. Демонстрация взаимодействия факторов транскрипции с ДНК с помощью анализа сдвига электрофоретической подвижности. В: Гулд Д., изд. Синтетические промоутеры млекопитающих . Методы молекулярной биологии. Спрингер; 2017: 11-21. doi:10.1007/978-1-4939-7223-4_2

Исправление
В статье ошибочно указано, что положительный электрод был катодом, это было обновлено 13 февраля 2023 г., чтобы правильно идентифицировать анод как положительный электрод.

Устройство для гель-электрофореза Migele™ — PerkinElmer

ОБЗОР

Устройство для гель-электрофореза Migele™

Устройство для гель-электрофореза Migele™ работает с набором гемоглобина RESOLVE™ для выявления гемоглобинопатий у новорожденных и взрослых, включая серповидно-клеточную анемию и другие гемоглобиновые вариантов и талассемии. Теперь лаборатории скрининга крови могут проводить эти жизненно важные скрининги с помощью нашего простого в использовании, экономичного, масштабируемого решения для электрофореза в агарозном геле.

Инструмент

.

Запросить дополнительную информацию

Легко получить точные результаты

Рабочий процесс электрофореза в геле Мигеле

Как это работает

РЕШЕНИЕ наборы

Наборы RESOLVE разделяют гемоглобины с помощью IEF на тонком агарозном геле. Чистое отделение Hb F от Hb A позволяет дифференцировать серповидноклеточную анемию (Hb SS) от признаков серповидноклеточной анемии (Hb AS).

Благодаря специфичности и чувствительности производимых нами гелей достигается отделение Hb C от Hb A2 и Hb E, а также Hb D-Punjab и Hb G-Philadelphia от Hb S.

Точные результаты

Набор гемоглобина RESOLVE разделяет цельную кровь, пуповинную кровь или высушенную каплю крови для обнаружения нормального и вариантного гемоглобина с помощью изоэлектрического фокусирования. Комплект может работать на планшетном блоке электрофокусировки. Этот анализ предназначен для помощи в диагностике гемоглобинопатий у новорожденных и взрослых.

Результаты наглядны и легко идентифицируемы

Техника ИЭФ в сочетании со специально разработанными гелями приводит к превосходному разделению различных полос гемоглобина, что позволяет достичь идентифицируемых результатов.

Экономия времени

Набор RESOLVE позволяет выполнить анализ в течение от 60 (маленький гель, FR-9120) до 90 (большой гель, FR-9400, FR-9360) минут, не считая пробоподготовки. Несколько устройств для электрофореза могут работать одновременно, чтобы получить больше результатов за тот же период времени.

Масштабируемость

Типичная установка включает от двух до четырех электрофорезных установок на одной ванне с циркуляционной водой. Расширение системы возможно с минимальными затратами. Вы даже можете сэкономить место, поставив блоки друг на друга.

Доступны наборы для гель-электрофореза Migele™

Наборы

Набор гемоглобина Resolve™

Управление лабораторией под рукой

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 900 03
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программное обеспечение Specimen Gate®

Программное обеспечение для скрининга новорожденных, обеспечивающее средства контроля и мониторинга всего процесса скрининга.

Программное обеспечение Specimen Gate предназначено для упрощения сбора данных и рабочих процессов
связан с получением образцов, скринингом аномалий, управлением информацией о пациентах, созданием отчетов по образцам и отслеживанием аномальных и неудовлетворительных образцов.

Узнать больше

Лабораторное оборудование любого размера и сложности

Другие инструменты для скрининга новорожденных

Инструменты

Инструмент GSP®

Автоматизированная платформа для скрининга заболеваний новорожденных, система скрининга новорожденных GSP® предлагает непревзойденная точность скрининга и надежность в сочетании с высокой эффективностью и удобством использования.

Узнать больше

Система иммунологического анализа AutoDELFIA®

Система иммунологического анализа AutoDELFIA® для пренатального и неонатального скрининга с полностью автоматизированной загрузкой партий

Узнать больше

Флюорометр VICTOR2™ D 90 603
Флуорометр, предназначенный для клинического использования со всеми диагностическими приборами PerkinElmer. и скрининговые анализы, основанные либо на флуоресценции с временным разрешением, либо на быстрой флуоресценции.

Узнать больше

Panthera Puncher™ 9 – Panthera DBS Puncher

Panthera Puncher™ 9 — это устройство нового поколения для перфорации сухих образцов, предназначенное для автоматического перфорирования сухих образцов капель крови в микротитровальные планшеты.

Подробнее

226 Устройство для сбора образцов

Устройство для сбора образцов 226 предлагает минимально инвазивный метод сбора сухих образцов крови (DBS). 002 DBS Puncher Instrument — это автоматизированное устройство для внесение высушенных образцов капель крови в микротитровальные планшеты. Перфоратор с двумя тарелками — это простой в использовании и надежный вариант для просеивания с меньшей производительностью.

Узнать больше

Статьи и ресурсы

Статьи и ресурсы

Статьи и ресурсы

Интервью Веб-семинар

Инновационный подход к скринингу серповидно-клеточной анемии в Уганде – Интервью с Чарльзом Киягой 9 0603
Инновационный подход к скринингу серповидно-клеточных Уганда – Интервью с Чарльзом Киягой

Узнать больше

Веб-семинар

Исторический взгляд на серповидноклеточную анемию: как мы к этому пришли?

В своей поучительной презентации д-р Венеэ Н. Табман рассматривает историческую перспективу нашего понимания серповидноклеточной анемии. От африканских народных верований и устных преданий до ранних клинических наблюдений в 19 веке, первых усилий по скринингу новорожденных в США в 1970-х годах и современных проблем в странах Африки к югу от Сахары. Д-р Табман обсуждает, как скрининг новорожденных может иметь большое значение в ближайшие десятилетия и что потенциально может произойти впереди. Смотрите презентацию, чтобы узнать больше о SCD.

Узнать больше

Веб-семинар

Консорциум по скринингу новорожденных в Африке: новости из Нигерии

Серповидно-клеточная анемия серьезно отягощена Нигерией: по оценкам, ежегодно рождается 150 000 детей с ВСС. Многие младенцы не достигают подросткового возраста, однако около 70% смертей можно предотвратить с помощью недорогих планов диагностики и лечения. В своей презентации профессор Обиагели Нноду обсуждает будущие надежды Нигерии, в том числе текущие проекты по скринингу новорожденных и изучение способов разработки и расширения программ скрининга.