المحتوى
- كيف تعمل العملية
- تحليل الحمض النووي
- تفاعلات البروتين والأجسام المضادة
- اختبار المضادات الحيوية
- اختبار اللقاحات
دور الكهرباء في العمليات البيولوجية لا يقل أهمية عن دورها في التكنولوجيا ، وتسخيرها للاستخدام العلمي بعدة طرق خفية ومثيرة للاهتمام. أحد الأساليب التي تستخدم على نطاق واسع في الكيمياء الحيوية هي الكهربائي ، واستخدام التيار الكهربائي لمعالجة جزيئات البروتين لمجموعة من البحوث الطبية الحيوية وأغراض التشخيص والتصنيع.
كيف تعمل العملية
غالبًا ما يكون للجزيئات العضوية شحنة موجبة أو سالبة ، مما يجعلها تستجيب لتيار كهربائي. تهاجر الجزيئات ذات الشحنة الموجبة نحو القطب السالب للحقول ، والجزيئات ذات الشحنة السالبة تهاجر نحو القطب الموجب. تميل الجزيئات ذات الشحن الأكبر إلى التحرك بسرعة أكبر والسفر إلى أبعد من ذلك أثناء تطبيق الشحنة. ومع ذلك ، سيتم إبطاؤهم أيضًا بسبب الاحتكاك ، والذي بدوره يتأثر بحجم وشكل الجزيء والوسيط المستخدم للاختبار. من خلال التحكم في التيار الكهربائي والاحتكاك المقدم من وسيط الاختبار ، يمكن للباحثين خلق ظروف تفصل الجزيئات الحيوية بكفاءة ، بحيث يمكن عزلها ودراستها. كما يسمح للباحثين بتحديد الاختلافات بين الجزيئات من خلال ملاحظة مدى تأثرهم بالتيار. لها أداة مفيدة مع مجموعة من التطبيقات التجريبية والطبية الحيوية ، ولكن عدد قليل منها ملحوظ بشكل خاص.
تحليل الحمض النووي
أحد الاستخدامات الرائدة للالكهربائي هو في تحديد ودراسة شظايا الحمض النووي والحمض النووي. الحمض النووي بارز في اتساق شحنة سالبة ، مما يعني أن التيار الكهربائي يطبق قوة متساوية تقريبا على أي جزء من الحمض النووي. تحت هذا الضغط ، تبدأ شظايا الحمض النووي الأكبر والأصغر في الانفصال بسبب تأثرها بشكل مختلف بالاحتكاك من وسط الاختبار. المتوسط ، وعادة ما يكون جل الاجاروز أو هلام الأكريلاميد "يجمد" الأجزاء المنفصلة في مكانها عند إزالة التيار ، مما يسمح بفحصها بدقة عالية. غالبًا ما تتم إضافة عوامل تلطيخ مثل بروميد الإيثيديوم إلى الجل لتسهيل رؤية النتائج وتفسيرها.
تفاعلات البروتين والأجسام المضادة
شكل آخر شائع من الكهربائي هو الكهربائي المناعي ، الذي يحلل وجود وسلوكيات بعض البروتينات. تؤدي العديد من الحالات الطبية ، بما في ذلك التصلب المتعدد وأمراض الكلى وبعض أنواع السرطان إلى إنشاء جزيئات البروتين غير الطبيعية. يمكن الكشف عن ذلك عن طريق إجراء رحلان كهربائي على عينات البول أو الدم ومراقبة أي تباين عن كميات وأنواع البروتين الطبيعية. يمكن أيضًا استخدام الإمداد الكهربي المناعي للكشف عن بروتينات معينة تسمى الغلوبولين المناعي ، والتي تعمل كأجسام مضادة. هذه هي جزء من الجهاز المناعي للجسم وتهاجم البروتينات الأجنبية ، مثل الفيروسات أو المواد المثيرة للحساسية. يمكن أن يساعد تحليل هذه الأجسام المضادة في تحديد علاجات جديدة لعلاج هؤلاء الغزاة ، كما يوفر نظرة ثاقبة لحالات مثل الحساسية واضطرابات المناعة الذاتية ، والتي يمكن أن تنجم عن خلل في عمل الأجسام المضادة.
اختبار المضادات الحيوية
يلعب الكهربائي الكهربائي عددًا من الأدوار في اختبار المضادات الحيوية. واحدة من أكثرها شيوعا هو اختبار نقاء المضادات الحيوية. عن طريق تطبيق الكهربائي على محلول يحتوي على المضادات الحيوية في شكل شريط ورقي مشرب بالمضادات الحيوية أو شعري - أنبوب رفيع للغاية - مليء بالمحلول ، يمكن للباحثين التمييز بين المضادات الحيوية نفسها وأي شوائب. يمكنهم أيضًا تحديد مدى تركيز المضادات الحيوية ، وهو أمر مهم لتطبيق جرعات دقيقة. تمتد أبحاث المضادات الحيوية إلى عالم الاختبارات الجينية ، حيث تحدد الجينات التي قد تشير إلى مقاومة مضادات حيوية معينة.
اختبار اللقاحات
كما هو الحال مع المضادات الحيوية ، يكون الكهربائي مفيدًا في إنتاج اللقاحات وإنتاجها. الغرض من اللقاح هو مساعدة الجسم على توليد أجسام مضادة لعامل ممرض يحتمل أن يكون خطيرًا ، ويعتبر الكهربائي الكهربائي وسيلة مفيدة للكشف عن تلك الأجسام المضادة. يمكن للباحثين استخدام هذه التقنية لمقارنة تأثير اللقاح أو الإصدارات المتعددة من اللقاح عبر عدد كبير من موضوعات الاختبار أو متغيرات أخرى. بمجرد بدء إنتاج اللقاح ، يوفر الكهربائي أيضًا طريقة سريعة وفعالة لاختبار دفعات الإنتاج من أجل الاتساق والنقاء.