Historia elektroforezy

Historia elektroforezy do separacji molekularnej i analizy chemicznej rozpoczęła się wraz z pracą Arne Tiseliusa w 1931 r., Podczas gdy nowe procesy separacji i techniki analizy chemicznej oparte na elektroforezie są nadal rozwijane w XXI wieku. Tiselius, przy wsparciu Fundacji Rockefellera , opracował „aparat Tiseliusa” do elektroforezy z ruchomymi granicami , który został opisany w 1937 roku w znanej pracy "A New Apparatus for Electrophoretic Analysis of Coloidal Mixtures". Metoda rozprzestrzeniała się powoli, aż do pojawienia się skutecznych elektroforezy strefowej w latach czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku, w których stosowano bibułę filtracyjną lub żele jako nośniki. W latach sześćdziesiątych XX wieku coraz bardziej wyrafinowane elektroforezy żelowej umożliwiły rozdzielenie cząsteczek biologicznych na podstawie drobnych różnic fizycznych i chemicznych, przyczyniając się do rozwoju biologii molekularnej . Elektroforeza żelowa i techniki pokrewne stały się podstawą szerokiego zakresu metod biochemicznych, takich jak pobieranie odcisków palców białek , Southern blot , inne procedury blottingu, sekwencjonowanie DNA i wiele innych.

Elektroforeza przed Tiseliusem

Wczesne prace nad podstawową zasadą elektroforezy datuje się na początek XIX wieku, w oparciu o prawa elektrolizy Faradaya zaproponowane pod koniec XVIII wieku i inną wczesną elektrochemię . Eksperymenty Johanna Wilhelma Hittorfa , Walthera Nernsta i Friedricha Kohlrauscha mające na celu zmierzenie właściwości i zachowania małych jonów poruszających się w roztworach wodnych pod wpływem pola elektrycznego doprowadziło do ogólnych matematycznych opisów elektrochemii roztworów wodnych. Kohlrausch stworzył równania dla różnych stężeń naładowanych cząstek poruszających się w roztworze, w tym ostre ruchome granice migrujących cząstek. Na początku XX wieku elektrochemicy odkryli, że takie ruchome granice naładowanych cząstek można tworzyć za pomocą szklanych rurek w kształcie litery U.

Metody optycznego wykrywania ruchomych granic w cieczach opracował August Toepler w latach sześćdziesiątych XIX wieku; Toepler zmierzył schlieren ( cienie ) lub niewielkie zmiany właściwości optycznych w niejednorodnych roztworach. Ta metoda w połączeniu z teoretycznymi i eksperymentalnymi metodami tworzenia i analizowania naładowanych ruchomych granic stanowiłaby podstawę elektroforezy ruchomej granicy Tiseliusa .

Rozwój i rozpowszechnienie aparatu Tiseliusa

Arne Tiseliusa aparatura umożliwiła szereg nowych zastosowań elektroforezy w analizie mieszanin chemicznych. Jego rozwój, w znacznym stopniu finansowany przez Fundację Rockefellera, był kontynuacją wcześniejszych studiów doktoranckich Tiseliusa. Przy większej pomocy Fundacji Rockefellera drogie urządzenie Tiseliusa zostało zbudowane w wielu głównych ośrodkach badań chemicznych.

Wzrost elektroforezy strefowej

Pod koniec lat czterdziestych XX wieku nowe metody elektroforezy zaczęły usuwać niektóre niedociągnięcia elektroforezy z ruchomymi granicami aparatu Tiseliusa, który nie był w stanie całkowicie rozdzielić elektroforetycznie podobnych związków. Zamiast naładowanych cząsteczek poruszających się swobodnie w roztworach, nowe metody wykorzystywały stałe lub żelowe matryce do rozdzielania związków na oddzielne i stabilne pasma (strefy); w 1950 Tiselius nazwał te metody „ elektroforezą strefową ”.

Elektroforeza strefowa znalazła szerokie zastosowanie w biochemii po tym, jak Oliver Smithies wprowadził żel skrobiowy jako substrat elektroforetyczny w 1955 r. Żel skrobiowy (a później poliakryloamidowy i inne żele) umożliwił wydajne rozdzielanie białek, umożliwiając przy stosunkowo prostej technologii analizę złożonych mieszanin białek i zidentyfikować drobne różnice w powiązanych białkach.

Powszechne zastosowanie

Od lat pięćdziesiątych XX wieku metody elektroforezy znacznie się zróżnicowały, a nowe metody i zastosowania wciąż są opracowywane, takie jak elektroforeza powinowactwa , elektroforeza kapilarna , elektroblotting , test przesunięcia ruchliwości elektroforetycznej , izotachoforeza , elektroforeza żelowa w polu pulsacyjnym i elektroforeza preparatywna .

Zobacz też

Notatki

  • Vesterberg, Olof (1989). „Historia metod elektroforetycznych”, Journal of Chromatography , tom 480, s. 3–19.
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=History_of_electrophoresis&oldid=1114445722 ”