Electrophoresis vs Electroosmosis
Njia za kutenganisha kimwili kama vile kuchuja, kunereka, kromatografia ya safu wima si mbinu rahisi linapokuja suala la kutenganisha baadhi ya molekuli. Electrophoresis na electro-osmosis ni mbinu nyingine mbili za kutenganisha ambazo zinaweza kutumika kutenganisha chembe zilizochajiwa.
Electrophoresis ni nini?
Electrophoresis ni mbinu ya kutenganisha molekuli kulingana na ukubwa wake. Msingi wa utengano huu ni malipo ya molekuli na uwezo wao wa kusonga katika uwanja wa umeme. Hii ndiyo mbinu ya kawaida na kuu katika biolojia ya molekuli kutenganisha molekuli, hasa DNA na protini. Hii inatumika zaidi kwa sababu ni rahisi na ya bei nafuu. Kifaa cha electrophoresis kinaweza kuwa ngumu kidogo, na maandalizi yake huchukua muda. Lakini tunaweza kutengeneza vifaa vya electrophoresis kwa urahisi kutoka kwa vitu tulivyo navyo kwenye maabara. Mbinu za electrophoresis zinaweza kutofautiana kulingana na madhumuni yetu. Tunaweza kutumia electrophoresis ya dimensional moja kwa kutenganisha DNA au protini. Electrophoresis mbili za dimensional hutumiwa wakati sampuli zilizotatuliwa zaidi zinahitajika (kama ilivyo kwa uchapishaji wa vidole). Geli hutumiwa kama nyenzo ya kusaidia kutenganisha molekuli. Geli hii inaweza kutayarishwa kama karatasi bapa au kwenye mirija. Msingi wa utaratibu huu ni kutenganisha molekuli kulingana na kiwango chao cha harakati kupitia gel wakati uwanja wa umeme hutolewa. Molekuli zenye chaji hasi kama vile DNA huwa na mwelekeo wa kusafiri kuelekea kwenye nguzo chanya katika eneo hili la umeme ilhali molekuli zenye chaji chanya huelekea kwenye nguzo hasi. Aina mbili za jeli hutumiwa katika electrophoresis kama agarose na Polyacrylamide. Wawili hawa wana nguvu tofauti za kutatua. Geli hufanya kama ungo ili kuchuja ukubwa tofauti wa molekuli. Chaji za kielektroniki zilizowekwa kwenye jeli hufanya kama nguvu.
Kutengana kunategemea uhamaji wa ayoni.
F=fv=ZeE
V=ZeE/ f
F=lazimisha kutenda kwa chembe
f=mgawo wa msuguano
V=wastani wa kasi ya kuhama
Z=malipo ya chembe inayohama
e=malipo ya msingi
E=nguvu ya uwanja wa umeme
Masharti muhimu ya electrophoresis ni rahisi kiasi. Wakati wa kutengeneza gel na kukimbia sampuli, buffer hutumiwa. Alama na rangi hutumiwa kwa madhumuni ya taswira.
Electro-osmosis ni nini?
Huu ni mchakato wa kuhamisha kioevu kupitia nyenzo kwa kutumia sehemu ya umeme. Harakati inaweza kuwa kupitia nyenzo za porous, pamoja na capillary, membrane nk. Hii inaweza kutumika kama mbinu ya kutenganisha (hasa capillary electro-osmosis). Kasi ya kioevu ni sawia na uwanja wa umeme uliotumika. Pia inategemea nyenzo zinazotumiwa kujenga chaneli na suluhisho linalotumiwa. Katika kiolesura, suluhisho na nyenzo zimepata malipo kinyume na, hii inajulikana kama safu mbili ya umeme. Wakati uwanja wa umeme unatumiwa kwenye suluhisho, safu ya umeme ya mara mbili husogea kwa nguvu inayotokana ya Coulomb. Huu unajulikana kama mtiririko wa elektro-osmotic.
Kuna tofauti gani kati ya Electrophoresis na Electro-osmosis?
• Katika electrophoresis, chembe imara (macromolecules kama vile asidi nucleiki au protini) huhamishwa kwa kutumia uga wa umeme. Lakini katika electro-osmosis kioevu kinasonga.
• Katika electrophoresis, nyenzo thabiti ya kuhimili ni jeli. Lakini ni electro-osmosis inaweza kuwa jeli, utando, kapilari, n.k.
