Как проводится электрофорез: Лекарственный электрофорез

Содержание

Электрофорез — Санаторий «Таврия» в Евпатории

Лекарственный электрофорез – это метод воздействия на организм пациента электротоком. Параллельно в тело поступает лекарство. Методика необходима для того, чтобы значительно улучшить усвоение лекарственных веществ и сделать лечение более успешным.

В нашем санатории вы сможете пройти сеансы электрофореза с использованием современного оборудования. За процедурой следят специалисты с большим практическим опытом.

Среди положительных эффектов:

  • Значительное уменьшение болевого синдрома.
  • Улучшение микроциркуляционных, обменных процессов, регенерации тканей.
  • Общее расслабление.
  • Улучшение защитных функций организма человека.
  • Повышение мышечного тонуса.

Методика также помогает простимулировать естественную выработку в теле активных веществ, снять отечность, уменьшить воспаления.

Показания

Метод электрофореза применяется для профилактики и лечения целого списка заболеваний:

  • Болезни дыхательной системы. Среди них плеврит, пневмония, бронхиты, трахеиты и многое другое.
  • Поражения ЛОР-органов. Доказан эффект при лечении ринита, фронтита, отита, гайморита, тонзиллита.
  • Заболевания желудочно-кишечного тракта. Удается ускорить лечение гастрита, колита, язвенной болезни, панкреатита.
  • Проблемы с сердечно-сосудистой системой. К ним относятся мерцательная аритмия, гипотония, варикоз, гипертоническая болезнь и многие другие виды заболеваний.

К списку показаний также относятся поражения мочеполовой, нервной, опорно-двигательной, эндокринной системы. Показан электрофорез при поражениях кожи, глаз, некоторых видах стоматологических болезней. Методика активно применяется во время реабилитационного периода.

Противопоказания

У процедуры есть достаточно много противопоказаний. Ее нельзя использовать, если у пациента есть опухоли, выраженные поражения кожи и нарушения чувствительности. Ограничением может стать личная непереносимость тока, тяжелая форма бронхиальной астмы, повышение температуры, наличие кардиостимулятора. И это только часть ограничений, так что перед посещением кабинета физиотерапии нужно проконсультироваться с врачом.

Как проводится процедура

В работе используется специальный электрод. Перпендикулярно его движениям наносится лекарственный препарат в виде геля или раствора. Варианты наложения электродов могут быть разными. Особенности процедуры определяются в зависимости от текущего состояния здоровья человека.

Гальванизация и электрофорез, цена в СПб

В основе этих процедур лежит использование электрического тока путём пропускания через ткани для стимуляции расположенных в них нервов и мышц.

Под действием приложенного внешнего электромагнитного поля в тканях возникает ток проводимости, который вызывает изменение соотношения ионов в клетках и межклеточных пространствах. В основе метода гальванизации лежит раздражение рецепторов кожи электрическим током, что приводит к развитию комплекса общих и местных реакций организма: усиливается кровообращение и лимфообращение, стимулируется обмен веществ и восстановительные процессы в тканях, проявляется болеутоляющее действие.

Лечебные эффекты
  • противовоспалительный (дренирующе-дегидратирующий),

  • анальгетический,

  • седативный (на аноде),

  • сосудорасширяющий,

  • миорелаксирующий,

  • секреторный (на катоде).
Показания
  • воспалительные заболевания желудочно кишечного тракта (хронический гастрит,язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки,хронический холецистит,гепатит, колит)

  • заболевания костно-мышечной системы, заболевания периферической нервной системы (невралгия, неврит, плексит, радикулит) функциональные заболевания центральной нервной системы с вегетативными расстройствами и нарушениями сна, гипертоническая болезнь 1-2 стадии, гипотоническая болезнь, заболевания глаз, ЛОР-органов, кожи, хронические заболевания половых органов и др.
Лекарственный электрофорез (ионофорез, ионтофорез)

Метод использования гальванического тока, воздействие на организм оказывает не только ток, но и вводимое с его помощью лекарственное вещество, которое накапливается в «кожном депо» (в виде ионов) и находится в нём до 3-х недель, постепенно поступая в кровь.
Гальванизация применяется у больных с кожными заболеваниями, носящими распространённый характер и возникающих на фоне функциональных изменений нервной системы. При зудящих дерматозах, особенно аллергической этиологии, широко применяется гальванизация по интраназальной методике. Продолжительность процедур гальванизации от 6 до 30 минут, у детей — 15-20 минут. Процедуры проводится ежедневно (или первые 5-6 процедур ежедневно, затем через день), курс лечения — 6-12 процедур. Повторный курс гальванизации при необходимости назначается через 2-6 месяцев. Больным хроническими, распространёнными дерматозами (особенно возникающими на фоне функциональных расстройств нервной системы) проводится гальванизация воротниковой области и продольной области позвоночника. Также широко применяется гальванизация при зудящих, аллергических дерматозах.

Проводится
  • общая методика по Вермелю,

  • рефлекторные методики по Щербаку,

  • гальванизация лица(маска, полумаска по Бургиньону),

  • гальванизация и электрофорез слизистой оболочки носа по Кассилю и Гращенко,

  • поперечные и продольные методики при заболеваниях опорно-двигательного аппарата,

  • желудочно-кишечный тракт,

  • лёгочной системы,

  • ЛОР-органов,

  • периферической нервной системы(плексит, неврит, радикулит и др.),

  • заболевания женской половой сферы и др.

Аппарат «Поток-1» предназначен для профилактического и лечебного воздействия постоянным током на организм человека (гальванизации) и для проведения лекарственного электрофореза. Гальванизация и электрофорез, проводимые аппаратом «Поток-1», отличаются значительным лечебным эффектом, безболезненностью процедур, возможностью сочетания с другими способами физиотерапевтического лечения.

Автоматизированный аппарат для гальванизации и лекарственного электрофореза «Элфор-проф» предназначен для применения в физиотерапевтических кабинетах поликлиник, больниц, санаториев,стоматологических клиниках и в домашних условиях.

Элфор-проф значительно облегчает работу медицинского персонала, делает проведение процедуры максимально комфортным для пациента, позволяет добиться качественных результатов. Автоматизированные режимы работы удобны и для самостоятельного применения пациентом дома. Элфор-проф разработан на базе новейших технологий и достижений цифровой электронной техники

Электрофорез в Москве, цены, показания, сделать процедуры электрофореза в клинике

Цистит: причины и симптомы

По статистике цистит чаще развивается именно у женщин. Воспаления в слизистой оболочке мочевого пузыря образуются в связи с особенностями строения организма − мочеиспускательный канал значительно шире и короче, а значит, восходящие инфекции в них попадают быстрее. Практически половина женского населения планеты хотя бы раз в жизни болели циститом. Причем во многих случаях причиной становился не ослабленный иммунитет, а неправильное использование средств личной гигиены, отсутствие постоянного наблюдения у гинеколога.

Лактостаз

В период грудного вскармливания могут возникнуть осложнения с молоком и его застоем в груди. Это состояние получило название лактостаза. Когда в протоках не происходит освобождение от молока в течение длительного времени, это приводит к образованию молочной пробки.

Поликистоз яичников

Что такое поликистоз яичников? Каковы его симптомы, опасность и последствия? Как лечится поликистоз? Ответы на эти и многие другие вопросы вы найдете в этой статье!

Анализы — что и когда?!

Слишком много анализов не бывает! Любой анализ или исследование дают врачу дополнительную информацию, помогающую точнее поставить диагноз.

Гиперменорея

В клиниках IMMA в рамках оказания гинекологических услуг практикуют диагностические и лечебные мероприятия по борьбе с гиперменореей. Если возникла проблема чрезмерных выделений в дни месячных, продолжающихся более недели, мы поможем ее решить.

СРК: причины, симптомы

Сеть медицинских клиник «IMMA» предлагает записаться на прием к опытному специалисту-гастроэнтерологу. Каждая из наших клиник укомплектована высококачественным диагностическим оборудованием, позволяющим максимально точно определить заболевание каждого пациента. Удобное расположение клиник позволит вам посетить врача рядом с домом или работой.

Семейная медицина

Чем выше уровень подготовки семейного врача, тем меньше ему приходится привлекать узких специалистов в простых случаях и это ускоряет начало реального лечения.

Профилактика опухолей кишечника

Небольшая опухоль толстой кишки, симптомы которой практически не заметны, может не давать о себе знать в течение нескольких месяцев и даже лет.

Клещевой энцефалит

Чаще всего вспышки заболевания наблюдаются с мая по июль, в некоторых местностях – дополнительно в августе и сентябре.

Заболевания шейки матки

Когда женщины, обычно молодые девушки, сталкиваются с диагнозом эрозия шейки матки, они могут испытывать совершенно разные эмоции.

Как ребенок должен разговаривать?!

Многие родители не замечают, что их ребенок плохо говорит, так как просто не знают, как должна развиваться речь у детей определенного возраста.

Имплантация зубов Nobel

Производственные мощности Nobel Biocare сосредоточены на 7 предприятиях, находящихся в Канаде, Израиле, Японии, Швеции и США.

Ферментная недостаточность у детей

На первом году жизни чаще всего синдром малъабсорбции является генетической наследственной патологией, наиболее известными наследственными ферментопатиями являются дисахаридазная недостаточность, целиакия и муковисцидоз.

Нормы роста и веса детей и подростков

Анализ основных антропометрических показателей на момент обследования дает возможность оценить физическое состояние ребенка, в динамике – темпы физического развития.

Имплантация зубов Mis

Сегодня завод MIS — одно из самых крупных, современных, технологичных и быстроразвивающихся предприятий в области дентальной имплантологии.

Сердечная недостаточность

Отдышка, постоянная слабость, необъяснимые отёки, боли за грудиной – основание для кардиологического осмотра. Перечисленные явления могут указывать на опасность возникновения хронической сердечной недостаточности. 

Подготовка к колоноскопии

Колоноскопия является одним из самых информативных способов первичной диагностики заболеваний прямой и толстой кишки, а также может назначаться в терапевтических целях. Но чтобы получить качественный результат и максимально полные данные, крайне важно соблюдать правила подготовки к процедуре.

Аденоидит

Аденоиды — это глоточные миндалины, по своему строению похожие на небные миндалины, и так же, хотя и в меньшей степени, защищающие организм от инфекций.

Электрофорез в Мытищах | Цены и запись на электрофорез в Городском Медицинском Центре

Электрофорез – это не просто воздействие постоянного тока (такой метод называется гальванизацией), это электрофармакотерапевтический метод, при котором на организм воздействуют и электрический ток, и лекарственное средство. 

Основы электрофореза 

Метод электрофореза базируется на теории электролитической диссоциации, предложенной С. Аррениусом в 1887 году. Суть ее заключается в том, что в растворе молекулы электролитов диссоциируют на ионы, которые в электрическом поле способны двигаться в определенном направлении. 

Лекарство проникает, в основном, через протоки потовых и сальных желез а также через межклеточные щели. Как было указано выше, 10% — это максимум от того количества вещества, которое наносится на прокладку. Эти цифры определяются как особенностями самого препарата (размер молекул, их растворимость) и раствора (концентрация, рН, чистота), так и характеристиками проведения процедуры (сила тока, длительность и локализация его воздействия). 

Вначале лекарство проникает на небольшую глубину, накапливаясь в коже, а затем уже постепенно доходит до кровеносной и лимфатической системы, откуда распространяется по всему организму. Так как препарат вводится в ионизированном виде и на фоне гальванизации, его фармакологическая активность заметно увеличивается. 

Преимущества лекарственного электрофореза 

Данные метод введения лекарственных средств обладает целым рядом плюсов: 

  1. Лекарственный препарат доставляется строго по месту назначения.
  2. Если патологический очаг расположен поверхностно, в нем можно создать высокую концентрацию лекарства, не перегружая при этом весь организм.
  3. Отсутствует отрицательное влияние лекарств на слизистую желудочно-кишечного тракта.
  4. При прохождении курса процедур в тканях создается депо препарата. Таким образом, лечебный эффект продолжается даже после окончания курса. Такого депо обычно хватает до 20 дней.
  5. Ввиду того, что от общего количества препарата в организм поступает только 10%, вероятность аллергических реакций крайне мала. Однако такое небольшой дозы вполне хватает, так как мы вводит лекарственное вещество в заряженном виде.
  6. Процедура не инвазивна, а значит, кожные покровы не нарушаются и нет болезненных ощущений. 

Показания и противопоказания 

Для гальванизации и электрофореза перечень оказаний одинаковый: это заболевания периферического ицентрального отдела нервной системы (радикулит, неврит, невроз, инсульт), артериальная гипертония I-II степеней, патология дыхательной системы (пневмонии, бронхиты, трахеиты), пищеварительной системы (хронический гастрит, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки), заболевания мочеполовой системы (хронический цистит, пиелонефрит, уретрит, простатит, аднексит, эндометриоз, кольпит), патология костей и суставов (артриты, артрозы, остеохондроз различных отделов позвоночника, переломы, контрактуры суставов), заболевания ЛОР-органов и глаз (ринит, гайморит, отит, кровоизлияния в стекловидное тело, дистрофия и атрофия сетчатки). 

Список препаратов, которые можно использовать для лекарственного электрофореза, довольно широк. Чаще всего применяются эуфиллин, новокаин, различные антибиотики, платифиллин, гидрокортизон, кальций, цинк, бром, йод, витамин Е, никотиновая кислота и др. 

Нельзя назначать электрофорез пациентам с непереносимостью тока, экземой, дерматитом, нарушением целостности кожных покровов, онкологическими процессами, гнойными заболеваниями, туберкулезом, аллергической реакцией на вводимый препарат. Также данная процедура противопоказана беременным. 

Техника проведения процедуры 

Для лечебного эффекта сила тока подбирается в миллиамперах. Курс состоит из 10-15 процедур, каждая из них длится 15-30 мин и проводятся они через день либо ежедневно. Для электрофореза используют гальванические аппараты, к которым подсоединены электроды. Для каждого лекарственного препарата выделяют отдельную прокладку. Послойно это выглядит так: кожа пациента – 1-3 листа фильтровальной бумаги или марли – гидрофильная прокладка – электрод. Все это фиксируется бинтом или мешочком с песком. 

Это был чрескожный способ выполнения электрофореза, а есть и другие. Например, камерный способ заключается в погружении различных частей тела пациента в емкость с лекарственным раствором, где есть электроды. Ванночковый электрофорез – любимая методика в офтальмологии. В гинекологии применяют внутриполостной электрофорез, когда в полость вводится лекарственный препарат и один электрод, а второй – располагается накожно.  

Физиотерапевтическая служба в Городском медицинском центре в Мытищах занимает не последнее место. Здесь работают квалифицированные врачи и используются только современные аппараты, чтобы лечение и реабилитация пациентов, обращающихся к нам, были максимально полезными и эффективными. 

Электрофорез и гальванизация с аппаратом ЭЛФОР

Применение лекарственного электрофореза и гальванизации с аппаратом ЭЛФОР для лечения заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата

Одним из наиболее эффективных и распространенных методов физиотерапии является гальванизация и лекарственный электрофорез, при которых осуществляется воздействие постоянным электрическим напряжением, которое создается на лечебных электродах, установленных на теле пациента. Это приводит к возникновению постоянного непрерывного (гальванического) тока в тканях организма, расположенных между электродами (процедура гальванизации). Постоянное электрическое напряжение позволяет вводить лекарственные вещества, нанесенные на лечебные электроды в кожу и слизистые оболочки больного (процедура лекарственного электрофореза).

Известно, что гальванический ток обладает активным биологическим и лечебным воздействием на организм. Оно обусловлено возникающим направленным перемещением неорганических ионов (K+, Na+, Ca2+, Cl-, HCO3- ) и заряженных молекул в электрическом поле. В тканях под положительным электродом (анодом) повышается содержание отрицательных ионов и молекул и существенно понижается концентрация легких ионов калия и натрия, заряженных положительно, а под отрицательным электродом (катодом) повышается содержание положительных ионов и молекул, в особенности легких ионов натрия и калия. В результате воздействия положительного электрода (анода) происходит снятие или ослабление болей, спазмов сосудов и внутренних органов, скелетных мышц. Под отрицательным электродом (катодом) резко усиливается местное кровообращение, развивается гиперемия (краснота), происходит рассасывание рубцовой соединительной ткани, уменьшение воспаления. Поэтому процедуры гальванизации (ГВ) назначают для оказания обезболивающего, сосудорасширяющего противовоспалительного и рассасывающего эффекта.

В лечебной практике чаще применяются процедуры лекарственного электрофореза (ЛЭ), который представляет собой комбинированное воздействие гальваническим током и лекарственными веществами, вводимыми в организм током. Прежде всего, гальванический ток при ЛЭ оказывает присущее ему самостоятельное лечебное воздействие, описанное выше. Кроме того он становится “носителем” медикаментов, перемещающихся в электрическом поле. В отличие от других способов введения медикаментозных средств (таблетки, микстуры, иньекции, клизмы) при ЛЭ они попадают в организм больного в “очищенной” форме – в виде ионов и молекул, без балласта. Кроме того, гальванический ток активирует молекулы лекарств, повышает их специфическую эффективность. В результате проведения процедур в коже больного в области воздействия возникает “лекарственное депо”, которое сохраняется в течение многих дней и постепенно рассасывается за счет поступления лекарства в кровь. Лекарственное средство из “депо” оказывает местные и общие эффекты. Местное воздействие на кожу, нервы, мышцы, сосуды, суставы, кости, слизистые оболочки, внутренние органы наиболее выражено. Общее воздействие обеспечивается длительным сохранением “поддерживающей” концентрации медикамента в крови больных. Таким образом ЛЭ можно рассматривать как способ безыгольной инъекции лекарств, пригодный для лечения местных поражений и общих заболеваний организма. Он применяется как для непосредственного воздействия на патологические очаги (раны, язвы, обморожения, пролежни, измененные кости и суставы, болезненные мышцы, связки, позвоночник), так и для введения больному лечебных средств общего воздействия. Несмотря на то, что лекарство при ЛЭ поступает в организм в небольшом количестве, оно вызывает ожидаемые положительные реакции и эффекты. Побочные токсические и аллергические воздействия медикаментов при этом практически исключены.

При проведении ЛЭ применяются только лекарственные вещества, частицы которых (ионы и молекулы) обладают подвижностью в электрическом поле и перемещаются под действием приложенного электрического напряжения к положительному или отрицательному гальваническим электродам, а также проникать в кожу через устья потовых желез. Список лекарственных веществ и препаратов для ЛЭ приводится ниже (табл.1). При использовании других медикаментов и веществ эффективность лечения не гарантируется.

Для проведения процедур ГВ и ЛЭ используются физиотерапевтические аппараты “ЭЛФОР-ПРОФ”, “ЭЛФОР” и “Поток-1”. Аппараты “ЭЛФОР-ПРОФ” и “Поток-1” предназначены для использования в лечебных и оздоровительных учреждениях (больницы, поликлиники, санатории, санатории-профилактории). Они выполнены по 2-му классу электробезопасности (питание от сети 220в/50-60 Гц, без заземления) в виде настольной или настенной портативной конструкции. “ЭЛФОР” – это универсальный аппарат карманного формата с автономным электрическим питанием (9 В) от батареи типа “Корунд” или аккумулятора (3-й класс электробезопасности), который используется в лечебных учреждениях любого типа и профиля, косметических салонах, а также пациентами в домашних условиях. Аппарат можно использовать для самостоятельного лечения заболеваний различных органов и систем организма, и, в первую очередь, болезней ОДА, последствий травм и повреждений. Это позволяет значительно сократить лекарственную терапию, уменьшив тем самым риск ее побочных эффектов и возможного ущерба здоровью, а также снизить аптечные расходы. ЛЭ является одним из предпочтительных методов лечения для больных, у которых имеется лекарственная аллергия.

Напряжение питания аппарата “ЭЛФОР” составляет не более 9 В, максимальный ток, проходящий через электроды аппарата составляет не более 20 мА, габаритные размеры корпуса – 60х120х34 мм, а масса — не более 200 г.

Частные методики гальванизации и лекарственого электрофореза.

Конкретные рекомендации по месту установки электродов и применению лечебных препаратов для электрофореза больной должен получить у своего лечащего врача или врача-физиотерапевта.

  1. Деформирующий остеоартроз и посттравматические артрозы. Наиболее часто встречающимся заболеванием ОДА является деформирующий остеоартроз и хронический спондиллез, а также посттравматические артрозы и артрозо-артриты, при которых чаще всего страдают крупные суставы нижних конечностей (коленный, голеностопный, тазобедренный). При спондиллезе поражаются суставы поперечных отростков позвонков. Деформирующий остеоартроз и хронический спондиллез возникают после 45-50 лет и наибольшей выраженности они достигают у людей пожилого и старческого возраста. Частота этого заболевания составляет 35-40% среди лиц в возрасте старше 45 лет. Посттравматические артрозы являются следствием механических повреждений. Основной причиной развития деформирующего остеоартроза и хронического спондиллеза является дегенерация суставных хрящей и их постепенное замещение костной тканью. Это происходит в результате воздействия на исходно здоровые хрящи суставов избыточной массы тела больного (ожирение) или как следствие перенесенных ранее травм, заболеваний или наследственно обусловленной “несостоятельности” хрящевой ткани. Повреждение хрящей приводит к периодическому возникновению воспалительной реакции в суставах, что проявляется как обострение деформирующего остеоартроза. В период обострения резко усиливаются боли, возникает местный отек, увеличивается периметр суставов. При многолетнем неуклонном развитии заболевания суставы деформируются, обезображиваются, по их краям возникают множественные костные выросты – остеофиты. Оторвавшиеся некротизированные кусочки суставного хряща (“суставные мыши”) вызывают заклинивание суставов. Конечным итогом заболевания становится полная инвалидизация больных. Травмы суставов приводят к развитию посттравматических артрозов, которые отличаются сходным по характеру, но более мягким течением, чем деформирующий остеоартроз. При деформирующем остеоартрозе, хроническом спондиллезе и посттравматических артрозах коленного, голеностопного, локтевого, плечевого, лучезапястного суставов, мелких суставов кистей и стоп в фазе обострения применяется ЛЭ местноанестезирующих средств, анальгетиков и противовоспалительных средств (новокаина, анальгина, баралгина, салицилата натрия). Вне периода обострения больным артрозами показан ЛЭ средств, улучшающих состояние и питание суставных хрящей и околосуставных тканей, местное кровообращение (сера, цинк, литий, йод, никотиновая кислота, экстракт алоэ, лечебная грязь или грязевые отжимы).

1.1. Гальванизация. Показания: артрозы и спондилезы с умеренно выраженными болями и воспалительными проявлениями. Два длинных прямоугольных электрода площадью 20-100 см2 (в зависимости от калибра сустава) размещают поперечно в проекции суставной щели пораженного сустава. Электроды предварительно смачивают теплой проточной водой и отжимают, так чтобы при их последующей плотной фиксации не происходило растекания подэлектродной жидкости. Положительный электрод (анод) устанавливают в области максимальной болезненности. Электроды фиксируют, добиваясь их плотного контакта с кожей при комфортных ощущениях больного. Включают аппарат, потенциометром регулируют силу тока до появления у пациента ощущений приятного покалывания (жжения). Сила тока корректируется в ходе процедуры по субъективным ощущениям больного. При появлении дискомфорта, болей, сильного жжения в области электродов необходимо сразу же уменьшить силу тока. Продолжительность процедуры 10-20 мин. Процедуры проводят ежедневно, при упорных болях 2 раза в день. Курс – 10-20 процедур, в зависимости от динамики болевого синдрома.

1.2. Электрофорез новокаина. Показания: артрозы и спондиллезы с болевым синдромом в фазе умеренного обострения, то есть без ярких местных признаков воспаления. Новокаин – местноанестезирующее вещество, дает обезболивающий эффект. Методика проведения процедур такая же как при выполнении гальванизации (см. п. 1.1.). Положительный электрод (анод) устанавливают в области максимальной болезненности. Между ним и телом помещают лекарственную прокладку из 3-4 слоев марли или фильтровальной бумаги, смоченной 0.5% ампульным раствором новокаина гидрохлорида в количестве 2-10 мл. Количество лекарственного вещества, также как и площадь электродов, зависит от калибра пораженного сустава (2-4 мл на голеностопный сустав, 8-10 мл – на тазобедренный). Продолжительность процедуры 15-30 мин. Процедуры проводят ежедневно, при упорных болях 2 раза в день. Курс – 10-20 процедур, в зависимости от динамики болевого синдрома.

1.3. Электрофорез анальгина, баралгина или салицилата натрия. Показания: артрозы и спондиллезы в фазе обострения с картиной острого воспаления и при выраженных болях. Анальгин, баралгин и салицилат натрия обеспечивают не только противовоспалительный, но и заметный обезболивающий эффект. Процедуру проводят по методике, описанной в п.1.1., однако на область максимальной болезненности помещают электрод-катод (-) с лекарственной прокладкой, смоченной разведенным в 10 раз 50% ампульным раствором анальгина, 5% раствором салицилата натрия или 2% баралгина в количестве 2-15 мл (в зависимости от калибра пораженного сустава). Продолжительность процедуры 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.4. Двуполярный электрофорез новокаина и анальгина. Показания: артрозы и спондиллезы в фазе обострения, протекающем с упорным и выраженным болевым синдромом и местными воспалительными проявлениями. Методику проводят по п.1.1., однако между электродом-катодом (-) и телом помещают лекарственную прокладку, смоченную разведенным в 10 раз 50% ампульным раствором анальгина в количестве 2-15 мл (в зависимости от калибра пораженного сустава), а под электрод-анод (+) – лекарственную прокладку, смоченную 0.5% раствором новокаина гидрохлорида в количестве 2-10 мл. Продолжительность процедуры 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.5. Электрофорез серы. Показания: прогрессирующее течение артрозов и спондиллеза вне периода обострения. Сера входит в состав сложных органических веществ, составляющих основу хрящевой ткани. Цель применения ЛЭ серы – сохранение целостности и структуры суставного хряща. Методику выполняют по п.1.1., однако между электродом-катодом (-) и телом помещают лекарственную прокладку, смоченную 10-30 % водным раствором кислоты в количестве 2-8 мл, в зависимости от калибра пораженного сустава. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.6. Электрофорез цинка или лития. Показания: прогрессирующее течение артрозов и спондиллеза вне периода обострения. Микроэлементы цинк и литий необходимы для нормальной жизнедеятельности и функционирования соединительной ткани, связок, сухожилий, суставной капсулы и суставных сумок. Методику выполняют по п.1.1., однако между электродом-анодом (+) и телом помещают лекарственную прокладку, смоченную 2% раствором цинка сульфата или 3-5% раствором лития хлорида в количестве 2-5 мл, в зависимости от калибра пораженного сустава. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.7. Электрофорез йода. Показания: прогрессирующее течение артрозов и спондиллеза вне периода обострения, выраженные фиброзные и костные изменения, разрастание соединительной ткани в области сустава. Йод обладает хорошим рассасывающим воздействием. Методику выполняют по п.1.1., однако под электрод-катод (-) помещают лекарственную прокладку, смоченную 2 % водным раствором йодида калия в количестве 2-8 мл, в зависимости от калибра пораженного сустава. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.8. Электрофорез никотиновой кислоты. Показания: прогрессирующее течение артрозов и спондиллеза вне периода обострения, выраженные фиброзные и костные изменения, разрастание соединительной ткани в области сустава, сочетающиеся с нарушениями местного кровообращения в конечностях, проявляющимися зябкостью, онемением и похолоданием стоп, икр. Никотиновая кислота обладает выраженным сосудорасширяющим воздействием. Методику выполняют по п.1.1., однако под электрод-катод (-) помещают лекарственную прокладку, смоченную 0.5% водным раствором никотиновой кислоты в количестве 2-8 мл, в зависимости от калибра пораженного сустава. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.9. Электрофорез алоэ или грязевых отжимов. Показания: прогрессирующее течение артрозов и спондиллеза вне периода обострения, болевой синдром, выраженные фиброзные и костные изменения, разрастание соединительной ткани в области сустава, нарушениями местного кровообращения, дистрофические изменения. Алоэ, лечебная грязь и ее компоненты обладают трофическим и рассасывающим воздействием, улучшают питание и кровобращение тканей, снимают боли. Методику выполняют по п.1.1., однако под оба электрода – анод и катод (между электродом и телом) помещают лекарственные прокладки, смоченные экстрактом алоэ, разведенным в 4 раза водой или нативным отжимом лечебной грязи, полученным при помощи марлевой салфетки, в количестве 5-15 мл, в зависимости от калибра пораженного сустава. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.10. Электрофорез лечебной грязи (электрогрязелечение). Показания: прогрессирующее течение артрозов и спондиллеза вне периода обострения, болевой синдром, выраженные фиброзные и костные изменения, разрастание соединительной ткани в области сустава, нарушения местного кровообращения, дистрофические изменения. Лечебные грязи обладают трофическим и рассасывающим воздействием, улучшают питание и кровообращение тканей, снимают боли. Применяют фасованную гитиевую грязь месторождения “Сестрорецкий курорт”. Различные лечебные компоненты грязи обладают биполярной подвижностью в электрическом поле, поэтому электрофорез грязи проводят с обоих электродов – катода (-) и анода (+). Методику выполняют по п.1.1., однако под оба электрода – анод и катод помещают грязевые лепешки, обернутые в 3-4 слоя марли. Толщина грязевой лепешки 1,5-2 см, температура грязи 40-42оС. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

1.11. Электрофорез бишофита. Показания: см. п.1.10. Бишофит – природный минерал, продукт донных отложений, добываемый в Волгоградской области. Содержит комплекс минеральных солей с высоким содержанием Ca 2+, Mg 2+, K+, Cl-, HCO 3-, HSO 4-. Добывается в Волгоградской области. Применяется для лечения методом аппликаций (компрессов), обладает электрофоретичностью, вводится гальваническим током с обоих полюсов (с катода и с анода). Бишофит обладает трофическим и рассасывающим воздействием, улучшает питание и кровобращение тканей, уменьшает выраженность болей. Методику выполняют по п.1.1., однако под оба электрода – анод и катод помещают лекарственные прокладки, смоченные 10% водным раствором бишофита. После процедуры электрофореза кожу в зоне воздействия не очищают и не промывают от солевой “мантии”, а напротив – покрывают чистыми марлевыми салфетками и укутывают на 2-8 часов. Продолжительность процедуры – 15-30 мин. Курс – 10-20 ежедневных процедур.

Электрофорез. Способы проведения процедура — Доктор Позвонков

Электрофорез – это явление, заключающееся в перемещении частиц под действие электрического поля. В зоне воздействия на ткани человека усиливаются обмен веществ, ускоряется движение крови и лимфы, повышается регенерация костной, нервной, соединительной ткани. Участки становятся восприимчивыми к введению лекарственных препаратов.

Эффекты от процедуры

  • Снижает интенсивность болевого синдрома.
  • Улучшает микроциркуляцию.
  • Стимулирует выработку гормонально активных веществ.
  • Повышает иммунитет.
  • Расслабляет спазмированные мышцы.
  • Ускоряет репаративные процессы.

Если назначили электрофорез совместно с фармакотерапией, улучшается эффективность последней. Лекарственные вещества поступают прямо в очаг повреждения, минуя желудочно-кишечный тракт. Большая часть дозы остается в подкожно-жировой ткани и постепенно попадает в кровяное русло, поэтому физиопроцедура действует пролонгировано.

Показания

Электрофорез используют для лечения людей с болезнями дыхательной, сердечно-сосудистой, мочеполовой системы. Кроме того, методика применяется у травматологических, офтальмологических, стоматологических пациентов, при патологии ЛОР органов. Показаний к назначению процедуры великое множество, однако, массово процедура не применяется из-за:

  • недоверия пациентов к подобному способу лечения;
  • необходимости посещений кабинета физиотерапии;
  • отсутствия предложения со стороны врача.

Проведение процедуры

Существует несколько способов электрофореза:

  • Чрескожный. Используют марлевые прокладки, которые пропитываются лекарственным средством. Их размещают в области патологического очага, создавая поле в котором движется фармакопрепарат.
  • Ванночковый. В емкость с электродами помещают лекарство и конечность пациента.
  • Полостной. При этом в полые органы вводится необходимое лекарственное средство. Один электрод помещается внутрь органа, а другой крепится к коже.
  • Внутритканевый. При этом лекарство принимают внутрь или вводят внутривенно, а над зоной лечения размещаются электроды.

Физиолечение назначают курсом 10-20 процедур. Длительность каждого сеанса 10-15 минут.

Противопоказания и осложнения

Назначение электрофореза противопоказано при:

  • выявлении аллергических проявлений на препарат;
  • наличии кардиостимулятора, металлических имплантов;
  • инфекциях;
  • патологии свертывающей системы и недавно перенесенном кровотечении;
  • тяжелой сердечной недостаточности;
  • злокачественных образованиях;
  • травмах участка кожи, на который накладываются электроды.

При соблюдении методики электрофореза побочные явления редки. Возможно появление аллергии на препарат, сопровождающееся локальной отечностью, зудом и покраснением. В этом случае процедуры отменяются и пациенту назначают антигистаминные средства, устраняющие симптомы аллергии.

ФИЗИОТЕРАПИЯ ДЛЯ КОСМЕТОЛОГИИ | Пансионат имени А.И. Майстренко

1.Лечение контрактур, келоидных, послеоперационных,

послеожоговых рубцов:

-Фонофорез с ферменколом или  контратубексом или карипаин- кремом на область рубца. Контактно, лабильно.0,4-0,6 Вт/см2 ; на область лица 0,2-0,4 Вт/см2, режим непрерывный 15 минут, № 20

-Электрофорез  Карипаина(+) 1 флакон Карипаина разводится в 5–10 мл физиологического раствора непосредственно перед процедурой. В раствор добавляется 2–3 капли Димексида. Раствор наносится на фильтровальную бумагу белого цвета, размещенную на прокладках электрода. Размеры электрода-прокладки 10 х 15 см. Сила тока 3-5 мА,Время 15-20 мин .Курс 20-30 процедур. В течении года 2-3 курса

-Электрофорез Лидазы(+)  64 Ед с кислотным буфером. Раствор наносится на фильтровальную бумагу белого цвета, размещенную на прокладках электрода.  Сила тока 3-5 мА, Время 15-20 мин .Курс 20-30 процедур. В течении года 2-3 курса.

Между курсами рубец смазывается одним из дефиброзирующих средств.

-Лазеротерапия «РИКТА»

Для предупреждения образования рубцов, через 10 дней после снятия швов.

Обработка проводится на дистанции 0,5-1 см. Скорость сканирования 1 см в секунду. Начинать следует с воздействия на окружающие рану “здоровые” участки кожи, постепенно приближаясь к центру раны. Для усиления эффекта лечения лучше дополнительно проводить чрез кожное воздействие на кровь в регионе, максимально приближенном к зоне поражения.

 Требуемое число процедур- до 7-10 на курс, по 1 процедуре в день. После каждой процедуры можно применять традиционные повязки. При неполном заживлении можно провести повторный курс с интервалом в 1 месяц.

2.ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОЖИ:

-Дарсонвализация. Методика дистантная лабильная. Грибовидный электрод на расстоянии 1-2 см медленными круговыми движениями перемещают вдоль морщин в направлении ото лба к спинке и крыльям носа и нижней челюсти, огибая угол рта и уплотнения тканей. Используют искровой разряд средней мощности. Продолжительность процедуры 5-12 минут. Ежедневно. По мере привыкания интенсивность и продолжительность увеличивается. Курс 8-12 процедур. Повторный курс можно назначить через месяц.

-Лазеротерапия «Рикта».

 Косметические процедуры в области лица и шеи проводятся сканирующим методом вдоль линий на частоте 50 Гц.

Воздействие в области лица проводится в течение 10 минут, в области шеи 5 минут. Начинать сканирование необходимо с задней поверхности шеи по направлению к плечам и в область лопаток.

Следует обратить внимание на то, что при имеющемся заболевании щитовидной железы процедуры в области шеи противопоказаны.

Необходимо отметить, что все косметические процедуры нужно проводить на чистой, сухой коже до наложения кремов.

Противопоказано одновременное проведение лечения заболеваний волос и кожных покровов лица и шеи, т.к. общее время воздействия в области головы не должно превышать 10 минут.

-Витамин Е— электрофорез на область морщин. Один электрод размером 4х6 см смоченный в 0,5 мл 2% р-ра витамина Е , растворенного в 25% растворе ДМСО, помещают в области морщин на лице и соединяют с анодом (+), катод (-) размещают на заднешейный отдел. Сила тока 1-2 мА. Время 20 минут. Курс до 30 процедур. 2-3 раза в год.

-Лидаза-электрофорез, используют полумаску Бергонье с вырезанной по форме фильтровальной бумагой. Смачивают раствором лидазы (+) (0,1 г на 30 мл дистиллированной воды ,подкисленной до рН 5,0-5,2) помещают на одну половину лица, под бумагу смоченную водой и отжатую прокладку. Сила тока 3-5 мА. Время процедуры 15 минут. На следующий день на другой половине лица. Курс 18-20 процедур.

3.ВЫПАДЕНИЕ ВОЛОС,АЛОПЕЦИЯ:

-Дарсонвализация волосистой части головы, Используют гребешковый электрод, контактно, лабильно от лба к затылку. Мощность малая. Ежедневно или через день. Курс 15-20 процедур.

-Электрофорез кальция хлорида 5% (+) на шейно-воротниковую зону. Катод (-) на поясничной области. Сила тока 3-5 мА, время 15 минут. №10-12 ежедневно.

—ЛАЗЕРОТЕРАПИЯ «Рикта»:

 Лечение проводится сканирующими движениями со скоростью 1 см в секунду с максимальным приближением излучателя к поверхности кожных покровов волосистой части головы (1).

Оптимальным при этом является использование излучателя типа ДУШ-2 (лазерная расческа). На правление движений представлены на рисунке . Все время воздействия в области головы не должно превышать 10 минут. Частота воздействия 1000 Гц.

В качестве дополнительной терапии необходимо проводить неинвазивное воздействие на кровь в области пульсации сонных артерий (2) по 2 минуты с каждой стороны на частоте. Для достижения желаемого эффекта необходимо проведение 3-6 курсов терапии по 15 сеансов в каждом.

-Электрофорез никотиновой кислоты 1% (-) на шейно-воротниковую зону. Анод (+) на поясничной области. Сила тока 3-5 мА, время 15 минут. №10-12 ежедневно.

 4. ПИОДЕРМИЯ,АКНЕ:

Не используют при остром и осложненном течении заболевания.

-КУФ — локальное облучение.С 1 биодозы +1/2 биодозы до 2 биодоз, № 5 через день.

-Лечение акне должно проходить параллельно с Универсальной Реабилитационной Программой (УРП), так как это заболевание чаще является следствием гормональной перестройки.

   После проведения УРП осуществляется местное лечение сканирующим методом над пораженными участками на частоте 50 Гц. Время воздействия: лицо — до 10 минут, грудь — 10 минут, спина — 10 минут. Необходимо проводить от одного до трёх курсов по 10-12 сеансов.

 

Модуль XVI

Модуль XVI

XVI.
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ: ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ЗАПУСК АГАРОЗНЫХ ГЕЛЕЙ



ВВЕДЕНИЕ



В
в этом модуле вы будете разделять молекулы ДНК по размеру, используя
гель агарозы, который вы приготовили сами.
Однако перед началом ознакомьтесь со справочными материалами,
следует.

Гель
электрофорез


Электрофорез — это метод, который
позволяет разделить молекулы в электрическом поле на основе
размер / молекулярный вес и форма. А
молекула будет мигрировать в электрическом поле, если у нее есть чистая положительная или отрицательная
плата. Молекула с отрицательным
заряд (анион) будет мигрировать и притягиваться к положительному электроду (аноду),
и молекула с положительным зарядом (катион) будет мигрировать и притягиваться к
отрицательный электрод (катод).

Миграция и разделение молекул осуществляется с помощью сборного литья.
гели, состоящие из твердой матрицы молекул, содержащей микроскопические
поры. Молекулы разделены
в зависимости от размера и формы, мигрируя через поры геля. Разделение основано на различной подвижности геля.
молекул разного размера и / или формы.
Гелевая матрица задерживает движение молекул за счет эффекта захвата.
Небольшие или компактные молекулы проходят через гелевую матрицу быстрее, чем
большие или асимметричные молекулы, которые сталкиваются с большим сопротивлением трения в
гелевая сетка.

Гель-электрофорез — широко используемый метод в клеточной и молекулярной
биология для разделения биологических макромолекул, таких как нуклеиновые кислоты (ДНК,
РНК) и белки. Гелевая матрица
для разделения белков обычно используется полиакриламид, водорастворимый сшитый
полимер. Следовательно, разделение
белки обычно проводят электрофорезом в полиакриламидном геле (PAGE). Обычно используется агароза, сложный линейный полисахарид.
как матричный компонент для разделения ДНК и РНК.
Поэтому эта гелевая система известна как электрофорез в агарозном геле.
Разделение белка на полиакриламидных гелях и нуклеиновых кислот на агарозе
гели образуют полосы, которые можно визуализировать с помощью различных методов обнаружения
методы.

Размер молекул нуклеиновой кислоты и белка обычно измеряется в
разные единицы. Для ДНК и РНК
длину удобно измерять в парах оснований (bps) или тысячах оснований
(кбит / с). Для белков
обычно измеряется молекулярная масса в Дальтонах (Да) или килодальтонах (кДа).
Размеры молекул ДНК, РНК или белков, разделенных на гелях, могут быть
оценивается путем сравнения со стандартными маркерами молекулярной массы известного размера
которые проводились параллельно с неизвестными образцами во время гель-электрофореза.

Относительная подвижность молекул, т.е. насколько быстро они проходят через
Гель относительно друг друга также зависит от концентрации геля.
Следовательно, гели с разной концентрацией, например, 1% и 2% агарозы или
12% и 15% полиакриламида используются для разделения молекул разного размера.
Конкретный необходимый процент агарозы или полиакриламида зависит от
размер молекул, требующих разделения.
Как правило, чем меньше размер, тем выше процент агарозы или
необходим полиакриламид. При заданном
концентрации геля, расстояние, пройденное молекулой, будет обратно пропорционально
пропорционально log10
молекулярная масса или количество пар оснований. Таким образом,
чем больше или длиннее молекула, тем больше времени требуется для миграции через гель
матрицы, как отмечалось ранее.Молекулы ДНК и РНК несут внутренний отрицательный заряд
дается их фосфатным остовом. Белки,
однако из-за разных зарядов каждого аминокислотного остатка будет
имеют разные заряды на своей поверхности.
Следовательно, для белков подвижность пропорциональна молекулярной массе.
только если моющее средство, такое как додецилсульфат натрия (SDS), используется для покрытия
поверхности белка и делают заряды равномерно отрицательными по всей своей длине.

Агароза
Гель-электрофорез

Как отмечалось выше, ДНК — это полианион, несущий врожденный отрицательный заряд.
дается его отрицательно заряженными фосфатами вдоль основной цепи ДНК.Таким образом, при электрофорезе в агарозном геле DNAS будет мигрировать
через агарозу от отрицательного катода к положительному аноду.

Части ДНК разного размера будут разделяться в зависимости от их размера.
и форма. Низкая молекулярная масса
(меньшая длина) ДНК будет двигаться через поры гелевой матрицы быстрее, чем более крупные.
Однако форма молекулы ДНК также играет роль в ее движении,
с самой быстро движущейся формой, известной как суперспиральная ДНК.
Обладает высочайшей мобильностью благодаря компактности
сверхспиральная форма. Линейный и
кольцевые молекулы ДНК будут двигаться медленнее, потому что они, как правило, взаимодействуют с
в большей степени с гелевой матрицей. Таким образом,
линейные, кольцевые и суперспиральные формы ДНК, имеющие одинаковое количество оснований
пары будут мигрировать с разной скоростью через гели агарозы.

Разрешение молекул ДНК по их размеру / форме с использованием агарозного геля.
электрофорез действительно замечательный.Хороший
разделение может быть достигнуто с помощью молекул ДНК, размер которых отличается всего лишь на
1%, а также можно разделить две молекулы ДНК, которые отличаются только на
одиночная сверхспиральная закрутка. Кроме того, этот метод можно использовать с ДНК.
молекулы, содержащие от менее 10 пар оснований до 300 000 пар оснований.

Гели с разной концентрацией агарозы должны использоваться для разного размера.
диапазоны:

0,8
— 1,5% агароза для ДНК размером до 50 000 п.н.

0.2
— 0,4% агарозы для очень больших размеров ДНК

Хотя электрофорез в полиакриламидном геле обычно проводят в
вертикальный аппарат, электрофорез в агарозном геле проводят в горизонтальном
конфигурация для обеспечения лучшей поддержки при низких концентрациях агарозы.
Это приводит к меньшему искажению (разрушению) геля и полос ДНК.
во время электрофореза. Подводная система, в которой гель полностью
погруженный в буфер, самый простой в эксплуатации.

Во время электрофореза вода подвергается электролизу, образуя протоны (H +).
на аноде, а гидроксильные ионы (ОН-)
на катоде. Катодный конец
камера электрофореза становится основной, а конец анода становится
кислая. Использование буферной системы
поэтому необходимо. Два самых
популярными буферами для агарозных гелей являются трис-борат-ЭДТА (ТВЭ) и
трис-ацетат-ЭДТА (ТАЕ). Помимо
их превосходная буферная способность, они также способствуют мобильности ДНК через
гелевая матрица.

В этом модуле вы будете использовать буфер TBE и 1% агарозный гель, работая
смесь красителей-маркеров в качестве образца. Эти
маркеры — это стандарты тестирования, имеющие свойства, напоминающие нуклеиновые кислоты.
Маркеры красителей ChromatrackTM вносятся пипеткой в ​​одну из лунок, сформированных в
агарозный гель, затем подвергали электрофорезу.
Уникальная смесь маркеров красителя содержит 6 маркеров красителя, которые будут мигрировать при
разная молекулярная масса, что дает ряд цветных полос, видимых на
обычный комнатный свет.

В следующей справочной таблице указаны приблизительные значения бит / с, с которыми
отдельные отслеживающие красители мигрируют при различных концентрациях агарозного геля.

ChromatrackTM
График миграции (в бит / с)

Краситель
0,75% 1,0%
4,0%

синий
9 000
4 300
300

желтый
2,600 1,800
100

красный
1,300
900 50

синий
950
600
25

розовый
600
300
15

оранжевый
200
100
<10



УПРАЖНЕНИЕ
# 1: ЭЛЕКТРОФОРЕЗ АГАРОЗНОГО ГЕЛЯ
ВИДЕО


Посмотреть видео
презентация по электрофорезу в агарозном геле


УПРАЖНЕНИЕ
# 2: РАСПОЛОЖЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ


Найдите и убедитесь, что вы
иметь все следующие материалы для проведения электрофореза в агарозном геле:

Вкл.
полка для реактивов:

и)
Chroma TrackTM
краситель
маркер

ii) агарозный порошок

В
холодильник:

i) 10-кратный буферный раствор TBE

ii) мешалка / нагревательный блок

iii) источник питания

iv) баланс

v) дозатор P20 и наконечники для дозаторов.

vi) аппарат для электрофореза

(емкость для геля и крышка)

В
выдвижной ящик для гель-электрофореза:

i) лоток для гелевого литья с пеной
колодки

ii) лоток для геля (съемный
из разливочного лотка)

iii) гребень для формирования лунок

ВНИМАНИЕ:
ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В ЭЛЕКТРОФОРЕЗЕ


E XERCISE
# 3: ЛИТЬЕ И ЗАПУСК АГАРОЗА
ГЕЛЬ

Порядок действий:

1.
Взвесьте агарозу, необходимую для получения 30 мл 1% геля.
(Напоминание:% в данном случае — это вес на единицу объема, то есть граммы / 100 мл)

2.
Поместите взвешенную агарозу в стакан на 150 мл.

3.
Приготовьте 280 мл буфера 1X TBE из запаса 10X TBE.
Бутылка с запасом находится в холодильнике.
Храните буфер в пластиковой бутылке для хранения.

4.
Добавьте 30 мл 1X TBE к агарозе в химическом стакане.

5.
Добавьте стержень для перемешивания и поместите на мешалку / нагревательный элемент.
Отключите перемешивание. 2 и нагрев до нет. 3.

6.
Осторожно перемешайте до легкого кипения, когда агароза растворится и жидкость
Чисто.

7.
Осторожно снимите колбу бумажным полотенцем или перчаткой вокруг шеи.
колбу и поставьте на скамью. Снимите мешалку с помощью съемника магнита.

8.
Дайте гелю немного остыть. (Все пластиковые части электрофореза
агрегат термостойкий до 65oC, но
жидкости следует охладить примерно до 50oC
перед заливкой, чтобы продлить срок службы агрегата).
Используйте термометр.

9.
Убедитесь, что лоток для подачи геля надежно вставлен в отливку для геля.
лоток, края лотка осторожно прижаты к поролоновым подушечкам.

10.
Вылейте агарозу в лоток для геля.

11.
Добавьте расческу, чтобы сделать лунки, и дайте гелю застыть.

12.
Убедитесь, что выключатель питания блока электрофореза ВЫКЛЮЧЕН.

13.
Когда гель застынет, аккуратно снимите гребешок, чтобы открыть лунки.

14.Снимите лоток для подачи геля с лотка для литья и поместите его в
бак для геля блока электрофореза

15.
Добавьте остаток 1X TBE, чтобы он полностью покрыл гель.
Не используйте чрезмерный буфер, так как это приведет к короткому замыканию системы и
снизить подвижность

16.
Используя дозатор P20, наберите 2 л ChromatrackTM.
маркер красителя
в средний колодец. Вставьте
поместите кончик пипетки на дно лунки и медленно удалите жидкость.Будьте осторожны, чтобы не проткнуть агарозу и не проткнуть ее.

17.
Подключите токовые электроды (прикрепленные к крышке электрофореза) так, чтобы
что маркеры красителя будут перемещаться к положительному аноду, т. е. соединять
отрицательный электрод в положении лунок, а положительный электрод в
другой конец геля.

18.
Включите источник питания и установите значение 100 В. Группа
миграцию маркеров красителя можно наблюдать в процессе электрофореза.

19.
Гель следует использовать в течение 1 часа, пока все цветные полосы хорошо не разделятся.
друг от друга. Чтобы увидеть полосы,
ВЫКЛЮЧИТЕ источник питания, снимите крышку и поместите лист белой бумаги под
резервуар с гелем, чтобы четко видеть цветные полосы.

20.
Обращаясь к диаграмме миграции, найдите соответствующие цветные полосы и
их приблизительное количество пар оснований.

21.
Извлеките лоток для геля (с гелем в нем) из резервуара для геля.

22.С помощью линейки измерьте расстояние, пройденное от колодца (в см) каждым
цветная полоса.

23.
Используя полу-бревенчатую бумагу, постройте график зависимости количества пар оснований каждой цветной полосы от
пройденное расстояние. сюжетная база
пары в логарифмической шкале, а см мигрировали в линейной шкале. Проведите лучшую линию через эти точки, чтобы получить
стандартная кривая.

Основные типы электрофореза белков и нуклеиновых кислот

Электрофорез — один из простейших, но наиболее чувствительных аналитических инструментов, используемых для разделения белков, нуклеиновых кислот и других биологических молекул в растворах образцов.Однако знаете ли вы, что существует около восьми типов электрофореза и что каждый из этих методов может дать вам уникальную и ценную информацию о вашем целевом белке? Если вы хотите узнать больше об этих различных типах электрофоретических протоколов, тогда приступим!

Основные типы электрофореза

Стандартный электрофорез

Рутинный электрофорез — это традиционный и наиболее широко используемый клинический лабораторный метод разделения белков и нуклеиновых кислот.Этот метод обычно выполняется на гелеобразной пластине прямоугольной формы и также называется «зонным электрофорезом», поскольку он позволяет разместить несколько образцов и контролей на одном геле и может использоваться для разделения растворенных веществ за один проход. Его также можно использовать для разделения белков, изоферментов, липопротеинов и гемоглобина в спинномозговой жидкости и моче.

Электрофорез высокого разрешения

Электрофорез высокого разрешения (HRE) — это не что иное, как рутинный электрофорез с использованием высокого напряжения. Этот метод обычно настоятельно рекомендуется, если вам требуется более высокое разрешение белка (например,грамм. разделение белков ЦСЖ для выявления рассеянного склероза, разделение легких цепей в моче для раннего выявления множественной миеломы и т. д.). Поскольку увеличение напряжения также увеличивает выделяемое тепло, HRE включает в себя охлаждающее оборудование для предотвращения денатурации белков и высыхания геля и других компонентов.

Полиакриламид (СТРАНИЦА)

Электрофорез на акриламиде (также известный как PAGE) обычно используется для разделения белков на основе размера молекулы и отношения заряда к массе.С помощью вертикальных пластин или геля, встроенных в вертикальные стержни или цилиндры, исследователи могут разделить ДНК из 100 пар оснований или меньше и проанализировать отдельные белки в сыворотке (например, генетические варианты, изоферменты). Помимо простоты и скорости разделения, исследователи любят PAGE, поскольку гели стабильны в широком диапазоне pH и температуры, и могут образовываться гели с разным размером пор.

Капиллярный электрофорез (CE)

Капиллярный электрофорез проводят в капиллярах субмиллиметрового диаметра (т.е.е. чрезвычайно тонкие капиллярные трубки из плавленого кремнезема с внутренним диаметром от 25 до 100 мм), сочетающие электрофорез и высокоэффективную жидкостную хроматографию для облегчения разделения аналитов. Многие исследователи предпочитают использовать КЭ, потому что для этого требуется лишь небольшое количество образца, он чрезвычайно эффективен, дает быстрые результаты и может быть легко автоматизирован.

Изоэлектрическая фокусировка (IEF)

Если вы хотите разделить амфотерные соединения (например, белки) с более высоким разрешением, вам необходимо использовать этот протокол.IEF использует химические инфузионные гели для создания градиента pH по поверхности геля и прикладывает чрезвычайно высокое напряжение для облегчения миграции белковых молекул до точки, где их суммарный заряд равен нулю (изоэлектрическая точка). Некоторые из преимуществ использования IEF включают простоту процедуры (т.е. размещение образца не имеет значения, поскольку белок всегда будет в конечном итоге в положении, соответствующем его pl) и его высокое разрешение.

Иммунофиксационный электрофорез (IFE)

Обычно IFE используется для обнаружения моноклональных иммуноглобулиновых гаммопатий или моноклональных экспансий одного нефункционального антитела, такого как IgA, IgG и IgM, присутствие которых может указывать на такие состояния, как множественная миелома или макроглобулинемия Вальденстрема.Его также можно использовать для изучения белковых антигенов и продуктов их расщепления.

Гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE)

Вы не можете разделить большие молекулы ДНК> 50 килобаз (кб) с помощью AGE или PAGE в обычных системах электрофореза, потому что размеры пор геля просто слишком малы для их миграции. Однако вы можете использовать гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE), чтобы облегчить успешное фракционирование больших молекул ДНК (до 10 МБ).

PFGE эффективно разделяет фрагменты ДНК путем подачи электрического тока, который постоянно меняет направление, на матрицу геля.Посредством циклического чередования положительных и отрицательных электродов во время электрофореза молекулы ДНК вынуждены переориентировать себя и в конечном итоге распадаться на более мелкие фрагменты. PFGE обычно используется при генотипировании или генетическом дактилоскопировании и считается золотым стандартом в бактериальном подтипировании из-за его простоты и воспроизводимости.

Однако этот протокол занимает очень много времени и требует высокого уровня навыков. Кроме того, результаты могут быть трудными для интерпретации, поскольку фрагменты разделены по размеру (т.е.е. разделение не основано на последовательности), а фрагменты одинакового размера могут не принадлежать одной и той же части хромосомы.

Двумерный электрофорез

При двумерном электрофорезе образец разделяется с использованием двух различных методов разделения (например, IEF с последующим PAGE или AGE) и идентифицируется в двух измерениях, ориентированных под прямым углом друг к другу. Поскольку полученные полосы в дальнейшем разрешаются с помощью второго электрофореза, существует большая вероятность того, что вы получите больше информации из своего образца.
Двумерный электрофорез является узкоспециализированным и обычно используется в исследованиях протеомики и генетики. Хотя он может анализировать тысячи белков за один прогон, этот метод требует значительного количества исходного образца, имеет ограниченную воспроизводимость и низкую пропускную способность. Кроме того, этот метод работает только с биомолекулами среднего и большого размера и не дает точных измерений.

Протоколы электрофореза нуклеиновых кислот и введение

Окрашивание и просмотр геля

Гели, содержащие бромид этидия:

  • После электрофореза перенесите гель в УФ-трансиллюминатор и получите изображение геля.
  • Образцы будут отображаться в виде ярких полос.

Гели, не содержащие бромистого этидия:

  • Осторожно промойте гель в дистиллированной воде, не содержащей РНКазы, в течение 10 минут, чтобы удалить формальдегид.
  • Перенести гель после электрофореза в краситель с зеленой нуклеиновой кислотой SYBR ® (1: 10 000) или 0,5 мкг / мл окрашивающего раствора бромистого этидия на 15-30 мин.
  • Если используется краситель с зеленой нуклеиновой кислотой SYBR ® , изображение геля может быть получено сразу после окрашивания.
  • При использовании бромистого этидия гель необходимо удалить в дистиллированной воде на 10–30 мин, убедившись, что гель полностью погрузился в воду.
  • Перенесите гель в УФ-трансиллюминатор и получите изображение геля.
  • Образцы будут отображаться в виде ярких полос.

Электрофорез в полиакриламидном геле для определения ДНК

Полиакриламидные гели образуются в результате реакции акриламида и бис-акриламида (N, N’-метиленбисакриламида), что приводит к образованию гелевой матрицы с высокой степенью сшивки.Акриламидные гели могут разделять фрагменты ДНК, различающиеся по длине даже на 0,2%. Хотя белки необходимо денатурировать с помощью SDS перед разделением на полиакриламиде, отрицательно заряженные молекулы ДНК денатурировать не нужно. По сравнению с агарозными гелями, полиакриламидные гели могут вместить большее количество образцов и обеспечить высокое разрешение фрагментов ДНК.

Несмотря на то, что широко используются готовые гели для ПААГ для ДНК, их стоимость высока, если ПААГ является регулярной процедурой в лаборатории.Квалифицированный техник может приготовить гели PAGE с небольшими усилиями за небольшую часть стоимости готовых гелей. Гели PAGE, приготовленные собственными силами, обеспечивают лучшее разрешение и помогают в достижении стабильных результатов.

Протокол: электрофорез в полиакриламидном геле для определения ДНК

Необходимые материалы и реагенты

Вертикальная камера для электрофореза с источником питания, стеклянными пластинами, распорками и гребнями

  • 30% раствор полиакриламида (фильтровать через фильтр 0,45 мМ и хранить в темноте при 4 ° C):

    29 г Акриламида
    1 г бис-акриламида
    100 мл бидистиллированной воды

  • 10% раствор персульфата аммония
  • ТЕМЕД
  • Буфер для электрофореза:

    1X TBE, приготовленный в дистиллированной воде:
    89 мМ Трис (pH 7.6)
    89 мМ борная кислота
    2 мМ ЭДТА

  • 5X буфер для загрузки геля:

    80% глицерин 75%
    Бромфеноловый синий (B5525) 0,25%
    Ксилолцианол (X4126) 0,25%
    1M Трис (pH 7,4) 10 мМ
    5 М NaCl 10 мМ
    0,5 М ЭДТА 10 мМ
    10% SDS 0,1%

  • Бромид этидия 0,5 мкг / мл
  • Трансиллюминатор

    ВАЖНО : Акриламид и бис-акриламид нейротоксичны по своей природе.Все действия следует выполнять в перчатках без пудры.

Процедура

  • Очистите стеклянные пластины и прокладки блока для литья геля деионизированной водой и этанолом.
  • Установите пластины с распорками на устойчивой поверхности.
  • Приготовьте раствор геля, используя следующие объемы (для 12 мл) в зависимости от требуемого процента геля.

Краткая история электрофореза

Многие могут удивить, узнав, что электрофорез не совсем новый.Фактически, метод разделения был впервые разработан для использования учеными еще в 1807 году. С тех пор исследователи, химики и техники использовали электрофорез для разделения различных заряженных частиц с помощью электрического поля. Это можно использовать для анализа всего, от образцов ДНК до пестицидов и загрязнителей окружающей среды. За последние пару столетий процесс становился все более и более изощренным, и в него часто вносились улучшения.

Основы электрофореза

Хотя электрофорез был впервые открыт в начале 19 века, до 1942 года он не применялся в научных целях.Во время электрофореза образец подвергается воздействию электрического тока. Положительно заряженные ионы движутся к отрицательному электроду, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительно заряженному электроду. Поскольку разные ионы мигрируют с разной скоростью, их можно эффективно разделить с помощью электрофореза.

Технологический прогресс

Развитие электрофореза имело огромное значение для изучения разделения ДНК и РНК. Существует несколько различных видов электрофореза, но одним из наиболее распространенных в лабораторных условиях является гель-электрофорез с нуклеиновой кислотой.При гель-электрофорезе биомолекулы нуклеиновых кислот и белков разделяются в геле после воздействия электрического поля.

В то время, когда электрофорез был впервые представлен для применений ДНК и РНК, нуклеиновые кислоты в основном разделялись на основе скорости осаждения посредством центрифугирования. Поскольку центробежное разделение требовало значительного количества времени, тяжелого оборудования и высокого уровня ввода пробы, исследователи начали искать различные методы разделения.Электрофорез успешно использовался для разделения образцов ДНК и РНК, начиная с 1960-х годов. Первоначально агар, природный углевод, использовался в качестве разделяющей среды для электрофореза, но в конце 1960-х годов он был заменен агарозой, полисахаридом, который является одним из основных компонентов агара.

Гель-электрофорез нуклеиновых кислот стал еще более сложным в 1970-х годах. До 1972 года лаборатории должны были использовать радиоактивное мечение нуклеиновых кислот, чтобы эффективно визуализировать разделение молекул в процессе электрофореза.Затем две лаборатории смогли успешно заменить этот процесс окрашиванием геля с использованием бромистого этидия. Этот переход позволил лабораториям избежать рисков и длительного обучения, связанных с использованием радиоактивной маркировки.

Оборудование для качественного электрофореза

Сегодня лаборатории могут инвестировать в высококачественные системы электрофореза, которые упрощают отливку и анализ образцов геля. Система гель-электрофореза ENDURO ™ GDS от Labnet International — это комплексный продукт, в котором есть все необходимое для электрофореза, включая цифровой блок питания, подставку для литья, расчески, поддоны для геля и резервуар для геля.Мы также предлагаем ряд систем документации, включая систему документации гелей ENDURO ™ GDS с превосходными возможностями визуализации.

Свяжитесь с Labnet сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о том, как мы можем удовлетворить ваши потребности в оборудовании.

помех в электрофорезе белков | AACC.org

Слайды

Загрузить слайды (pdf)

Выписка

Скачать стенограмму (pdf)

Слайд 1:

Здравствуйте, меня зовут Ану Махарджан.Я научный сотрудник по клинической химии / иммунологии в Университете штата Юта в Солт-Лейк-Сити. Добро пожаловать в эту жемчужину лабораторной медицины на тему «Вмешательства в электрофорез белков»

Слайд 2:

Во время этого выступления я рассмотрю различные форматы электрофореза белков, потенциальные источники помех и подходы к предотвращению или устранению таких помех. К концу жемчуга человек должен быть в состоянии идентифицировать различные методы электрофореза, используемые клиническими лабораториями, дифференцировать различные аналитические помехи при электрофорезе белков и обобщать подходы к минимизации влияния этих источников помех на результаты электрофореза белков.

Слайд 3:

Гель-электрофорез — один из наиболее распространенных методов электрофореза, выполняемый путем нанесения образца на гелевую основу и разделения белка с помощью комбинации буфера и электрического поля, которое вызывает поток ионов между узлами. Гель-электрофорез состоит из поддерживающей среды, такой как агароза, ацетат целлюлозы или полиакриламидные гели с различными размерами пор. Гель агарозы — обычная вспомогательная среда, используемая в клинических лабораториях. Электрофорез часто проводят в буфере с pH 8.6, в результате чего большинство белков имеют общий отрицательный заряд. Обнаружение белков осуществляется путем визуализации с использованием красителей. Примеры красителей, используемых для визуализации, включают бриллиантовый синий кумасси и амидо-черный. После окрашивания геля видимые полосы можно количественно определить с помощью денситометрии.

Слайд 4:

Капиллярный электрофорез — это метод разделения, при котором электрофорез выполняется в капиллярной трубке с приложением высокого напряжения. CE состоит из источника питания высокого напряжения, системы ввода пробы, капиллярной трубки, детектора и устройства вывода.Капиллярные трубки обычно состоят из плавленого кварца с внутренним диаметром всего 20-100 мкм. Плавленый кварц содержит силанольные группы, которые ионизируются в щелочном буфере, создавая двойной электрический слой, создающий поток буфера к катоду. Этот электроосмотический поток заставляет большинство белков двигаться в одном направлении, независимо от их заряда. Белки перемещаются от анода к катоду и обычно обнаруживаются УФ-светом с длиной волны 200 нм, а также электрохимическими методами, методами флуоресценции, проводимости или масс-спектрометрии.КЭ популярен в клинических лабораториях из-за высокой пропускной способности и использования небольшого объема образца.

Слайд 5:

Электрофорез белков разделяет образцы белков на альбумин или глобулины. Глобулины состоят из α-1, α-2, β и γ. Альбумин — самый распространенный белок сыворотки крови человека. Область α- 1 содержит α1-антитрипсин, кислый гликопротеин α-1, α1-антихимотрипсин и липопротеин. Область α-2 состоит из α2-макроглобулина, гаптоглобина и церулоплазмина. Область β можно разделить на β-1 или β-2.β-1 состоит из трансферрина, β-липопротеина и C4, а β-2 состоит из C3 и фибриногена. γ-область содержит иммуноглобулины и С-реактивный белок. Иммуноглобулин А (IgA) также может мигрировать в β-область.

Слайд 6:

Иммунофиксация обычно применяется при обнаружении аномального белка, известного как М-спайк, с помощью гель-электрофореза или капиллярного электрофореза. Иммунофиксационный электрофорез характеризует аномальные полосы путем нанесения специфической антисыворотки на каждую дорожку электрофоретического геля.Затем иммунный комплекс исследуют путем окрашивания. Вот примеры иммунофиксации, выполненной на 3 разных образцах. Первое изображение показывает нормальный IFE, второе изображение показывает моноклональное антитело IgG κ, а третье изображение показывает моноклональное антитело IgM κ. IFE используется для диагностики и мониторинга различных дискразий плазматических клеток, таких как множественная миелома и макроглобулинемия Вальденстрема. IFE более чувствителен с аналитической точки зрения, но количественное определение M-белков с помощью IFE невозможно. IFE также используется в тех случаях, когда электрофорез сывороточного белка не может количественно определить небольшие отклонения, как это может происходить с бета-мигрирующими M-белками или небольшими свободными легкими цепями.

Слайд 7:

Одним из наиболее часто встречающихся помех в клинических лабораториях является гемолиз, и это вмешательство может повлиять на электрофорез. Гемолиз высвобождает гемоглобин и другое цитоплазматическое содержимое красных кровяных телец. In vivo причины гемолиза включают микробиологические агенты, преэклампсию, гемолитическую анемию и серповидно-клеточную анемию. In vitro причины включают использование игл с маленьким отверстием, которые разрывают эритроциты, избыточный вакуум или всасывание во время сбора образца или длительное хранение образца.Гемолиз приводит к тому, что комплексы гемоглобин и гемоглобин-гаптоглобин проявляются в виде дискретных полос в областях α2 и β. Эти полосы могут быть ошибочно приняты за моноклональные белки при интерпретации результатов электрофореза белков. Гель, показанный на рисунке справа, показывает гемоглобин, который проявляется в виде повышенного содержания белка в β-области. Визуальный осмотр образца может подтвердить наличие гемолиза. При гемолизе, который не виден глазом, можно использовать IFE, чтобы исключить присутствие моноклонального белка.Правильное обучение методам взятия крови поможет свести к минимуму такое вмешательство. Кроме того, осведомленность об этом явлении и указание на потенциальное вмешательство из-за гемолиза в отчете может быть полезно для клиницистов.

Слайд 8:

Фибриноген — это нормальный гликопротеин плазмы, который при расщеплении тромбином до фибрина образует фибриновый сгусток для заживления ран. В образцах, которые не свертываются должным образом, особенно у пациентов, получающих терапию против свертывания крови, может присутствовать фибриноген.Фибриноген будет мешать электрофорезу белков, если на анализ будет отправлен образец неправильного типа. Фибриноген будет мигрировать в область β / γ и может быть ошибочно интерпретирован как моноклональный иммуноглобулин. Один из способов исключить влияние фибриногена — провести иммунофиксацию. На рисунке электрофорез показывает пик в области β, который при отражении от IFE не показывает моноклональной полосы. Поскольку IFE использует специфические антисыворотки против иммуноглобулинов, IFE не подтвердит присутствие моноклонального белка, если аномальная полоса была вызвана фибриногеном.Решения по вмешательству фибриногена также включают обработку образца тромбином или осаждение этанолом для удаления фибриногена; однако клинические лаборатории обычно не применяют эти методы лечения.

Вы также можете использовать тест-полоски, такие как Quantofix EDTA, для идентификации образцов с EDTA, когда есть подозрения на предоставленный образец. Обеспечение надлежащего обучения относительно требований к образцу поможет свести к минимуму такое вмешательство.

Слайд 9:

Еще одна экзогенная интерференция, встречающаяся при электрофорезе белков, специфически влияющая на CE, — это образцы, содержащие контрастные красители.Как уже упоминалось, обнаружение белков в CE часто основано на УФ-обнаружении при 200 нм. Рентгеноконтрастные агенты, используемые при визуализации, поглощают на той же длине волны и выглядят как моноклональная полоса. Многие из этих контрастных веществ влияют на фракцию α2-глобулина или, реже, на фракцию β2-глобулина. На этих рисунках, показывающих результаты КЭ, присутствуют 3 различных контрастных красителя, урографин, телебрикс и омнипак, которые показывают повышенную область α-2. В другом исследовании рентгеноконтрастные агенты в концентрации от 11 мкл до 1 мл сыворотки, что является ожидаемой концентрацией после болюсной инъекции для рентгенологического исследования, т.е.е. 7,5 г / л, привело к появлению аномального пика ХЭ. Забор крови не должен предшествовать в течение 2-6 дней после введения пациентом контрастного вещества. Поскольку интерференция контрастного вещества происходит из-за УФ-обнаружения, интерференция не возникает при использовании других методов, таких как гель-электрофорез или иммунофиксация.

Слайд 10:

Антибиотики также вызывают помехи в CE из-за поглощения на длине волны УФ-излучения и проявляются в виде моноклональной полосы в областях α или β. Вот пример применения антибиотика пиперациллин-тазобактама, который вызвал небольшой пик в анодном участке β-глобулина.На рисунке слева нет этого пика, поскольку образец был собран до введения пиперациллин-тазобактама. Другие антибиотики, влияющие на ХЭ, включают цефтриаксон, 5-флуроцистозин и сульфаметоксазол. Чтобы исключить влияние антибиотиков, можно использовать иммунофиксацию. Помехи можно уменьшить, взяв образец для электрофореза, когда антибиотик находится в минимальных концентрациях.

Слайд 11:

Что касается интерференции, которую я описал до сих пор, IFE может отличить истинный моноклональный белок от интерференции.Однако это становится более трудным, когда вмешательство влияет на IFE, что чаще наблюдается при терапии моноклональными антителами.

Терапия моноклональными антителами, такими как даратумумаб и элотузумумаб (одобренные FDA препараты), используются для лечения рецидивирующей или рефрактерной множественной миеломы.

Исатуксимаб — новое моноклональное антитело, которое находится на рассмотрении для лечения множественной миеломы. Все эти моноклональные антитела являются антителами IgG κ; следовательно, инфузия в высоких концентрациях будет имитировать κ M-белок IgG.

Слайд 12:

Цифры IFE здесь показывают появление моноклонального IgG κ IFE в образце сыворотки здорового донора, в который добавлены различные моноклональные антитела. Вмешательство в электрофорез белков и IFE может сохраняться в течение недель после лечения. Ошибочно истолкованные результаты могут привести к ненужному дополнительному исследованию или неправильной классификации заболевания.

Слайд 13:

Возможности подтверждения и уменьшения помех, вызываемых моноклональными антителами, ограничены.Из-за большого числа пациентов с множественной миеломой, получающих даратумумаб, существует специфический для даратумумаба иммунофиксационный анализ, известный как DIRA, для подтверждения и преодоления этого вмешательства.

В анализе DIRA используется даратумумаб-специфическое антитело для образования комплекса, который вызывает сдвиг в миграции даратумумаба на геле IFE.

Показанный рисунок демонстрирует анализ. Две полосы фиксации общего белка сыворотки для исходного уровня и после лечения пациента с dara показаны на дорожках 1 и 2.В анализе также используются контроли для миграции даратумумаба и комплекса даратумумаб: анти-даратумумаб, обозначенных на дорожках 3 и 4. Синяя стрелка показывает расположение контроля даратумумаба, а оранжевая стрелка показывает сдвиг, который происходит, когда даратумумаб образует комплекс с специфические антитела к даратумумабу.

Антисыворотки, используемые для анализа IFE, специфичны только для IgG и κ. Базовые образцы сыворотки с антидартумумабом или без него анализируются рядом с образцами сыворотки, собранными после последующей обработки даратумумабом.Красные стрелки на дорожках 7 и 11 указывают на предполагаемое вмешательство даратумумаба, обнаруженное после лечения. Дорожки 8 и 12 положительны для

.

даратумумаб: комплекс анти-даратумумаба, но отрицательный для предполагаемой полосы, что указывает на то, что образец является отрицательным по DIRA, что означает отсутствие моноклонального белка. Если бы был остаточный эндогенный белок М IgG κ, вторая полоса осталась бы в этой предполагаемой области. Это будет соответствовать положительному тесту DIRA, указывающему на присутствие моноклонального белка.DIRA ограничен тем, что анализ предназначен только для различения даратумумаба, а не других терапевтических препаратов с моноклональными антителами.

Слайд 14:

Альтернативой тесту DIRA является масс-спектрометрия MALDI-TOF, также известная как MASS-FIX. Основываясь на массе даратумумаба, этот метод позволяет отличить даратумумаб от эндогенного М-белка пациента. Однако этот метод по-прежнему подвержен ложноотрицательным результатам примерно для 16% образцов пациентов, как показано в исследовании Мура и др. В 2019 году.Поэтому MASS-FIX не может различить все сэмплы из-за плохого разрешения линейного прибора MALDI-TOF.

Существует еще один развивающийся метод масс-спектрометрии, называемый miRAMM — быстрое и точное измерение массы с использованием моноклональных иммуноглобулинов. miRAMM отличает эндогенный М-белок от моноклональных антител. Анализ основан на идентификации масс-спектров участков легкой цепи иммуноглобулинов, которые преобразованы в молекулярные массы каждого варианта легкой цепи.miRAMM может различать различия в молекулярных массах М-белков в пределах 1 Да. Этот метод отличает широкий спектр терапевтических средств с использованием моноклональных антител.

Однако он еще не используется в клинической лаборатории.

Слайд 15:

Вот пример miRAMM, позволяющий отличить М-белок от даратумумаба в образце пациента, в который добавлены различные концентрации даратумумаба. Чистый образец сыворотки с выделенным белком IgG-κ M подвергается воздействию даратумумаба различной концентрации и анализируется с помощью IFE и miRAMM.Образец сыворотки разбавляют даратумумабом различной концентрации, чтобы получить общий М-белок 0,3 г / дл. Верхняя панель результатов IFE показывает, что нет никакой разницы в выходном изображении при различных концентрациях даратумумаба. Электрофорез белков показывает, что в целом 0,3 г / дл М-белка сохраняется, даже если соотношение даратумумаб: М-белок изменилось.

Наконец, образцы с различной концентрацией даратумумаб: М-белок анализируют с помощью miRAMM. miRAMM четко различает пик для М-белка и даратумумаба.Он показывает, что пик даратумумаба увеличивается с увеличением концентрации даратумумаба, в то время как пик М-белка уменьшается.

Слайд 16:

В дополнение к DIRA и масс-спектрометрическому анализу для преодоления терапевтического вмешательства антител, новая технология, называемая антиген-специфическим терапевтическим анализом истощения моноклональных антител (ASADA), кажется многообещающей для уменьшения интерференции терапевтических антител. ASADA состоит из магнитных шариков, покрытых антигенами против специфического

терапевтических антитела.Чтобы истощить даратумумаб, магнитные шарики покрывают His-меченным CD38. Точно так же, чтобы истощить элотузумаб, магнитные шарики покрывают His-меченным SLAMF7. Использование магнитных шариков показывает потенциал для мультиплексирования различных терапевтических антител. В исследовании Liu et al., ASADA был высокоспецифичным в истощении даратумумаба в 12 образцах, которые, как известно, получали терапию даратумумабом. Только 1 образец пациента, подтвержденный терапией даратумумабом, не показал истощение запасов даратумумаба после лечения ASADA.Этот образец имел высокую концентрацию эндогенного IgG / k, который мигрировал вместе с даратумумабом, вызывая стойкий катодный IgG / k даже после лечения ASADA.

Слайд 17:

В этой таблице перечислены помехи, которые были рассмотрены, а также затронутые методы и способы устранения помех. Мешающие агенты, такие как гемолиз, фибриноген, контрастные красители и антибиотики, влияют на гель-электрофорез и капиллярный электрофорез.

Эти проблемы с помехами можно решить с помощью иммунофиксации.Терапия моноклональными антителами — одно из новейших мешающих средств, влияющих не только на гель-электрофорез и капиллярный электрофорез, но и на иммунофиксацию. Несколько методов, таких как анализ сдвига специфического mAb, масс-спектрометрия или анализ антиген-специфического терапевтического истощения моноклональных антител (ASADA), можно использовать для преодоления помех терапии моноклональными антителами.

Слайд 18:

Распознавание различных помех поможет определить правильный подход к устранению проблемы.Многие помехи можно устранить с помощью IFE, но терапевтические препараты с моноклональными антителами могут мешать точной интерпретации IFE. Следовательно, использование DIRA, масс-спектрометрических анализов или ASADA, если они доступны, может устранить помехи, вызванные терапевтическими препаратами моноклональных антител.

Слайд 19: Вот ссылки, которые я использовал для подготовки этого выступления.

Слайд 20:

Я не раскрываю информацию для этой презентации.

Слайд 21: Спасибо с www.TraineeCouncil.org

Спасибо, что присоединились ко мне на этой жемчужине лабораторной медицины «Вмешательства в электрофорез белков».

Горизонтальные и вертикальные системы гель-электрофореза

Гель-электрофорез позволяет разделить нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) и белки в зависимости от их размера. Электрофорез используется лабораториями, изучающими вакцины, лекарства, судебно-медицинскую экспертизу, профилирование ДНК или другие приложения в биологических науках. Этот метод также используется в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность или наука о продуктах питания.

Гель-электрофорез использует пористую гелевую матрицу, через которую мигрируют белки или нуклеиновые кислоты. И нуклеиновые кислоты, и белки обладают отрицательным электрическим зарядом, это свойство используется для облегчения миграции желаемой молекулы через среду.

Коробка с гелем имеет катод на одном конце и анод на другом. Ящик заполнен ионным буфером, который создает электрическое поле при приложении заряда. Поскольку белки и нуклеиновые кислоты имеют однородный отрицательный заряд, молекулы будут перемещаться к положительному электроду.Скорость этой миграции зависит от того, насколько легко молекулы перемещаются через поры геля. Чем меньше молекула, тем легче они «проходят» через поры и, следовательно, тем быстрее мигрируют. По завершении этот процесс приводит к получению уникальных полос белков или нуклеиновых кислот, которые разделяются на основе их молекулярной массы. Начиная с гетерогенного материала, этот метод является мощным методом идентификации и разделения отдельных молекул.

Приготовление геля для электрофореза.Фото любезно предоставлено Accuris by Benchmark Scientific.

Гель-электрофорез можно проводить в горизонтальной или вертикальной ориентации. Горизонтальные гели обычно состоят из агарозной матрицы, а вертикальные гели обычно состоят из акриламидной матрицы. Размер пор этих гелей зависит от концентрации химических компонентов: поры геля агарозы (диаметром от 100 до 500 нм) больше и менее однородны по сравнению с порами геля акриламида (диаметром от 10 до 200 нм). Для сравнения, молекулы ДНК и РНК больше, чем линейная цепь белка, которые часто денатурируются до или во время этого процесса, что упрощает их анализ.Таким образом, молекулы ДНК и РНК чаще запускаются на агарозных гелях (горизонтально), а белки — на акриламидных гелях (вертикально).

Горизонтальный гель-электрофорез

При горизонтальном гель-электрофорезе гель отливают в горизонтальной ориентации и погружают в рабочий буфер внутри контейнера для геля. Коробка с гелем разделена на две части, разделенные гелем агарозы. Как указывалось ранее, анод расположен на одном конце, а катод — на другом.Ионный рабочий буфер позволяет создавать градиент заряда при приложении тока. Кроме того, буфер служит для охлаждения геля, который нагревается при нанесении заряда. Рабочий буфер часто рециркулируют, чтобы предотвратить образование градиента pH.

Горизонтальный электрофорез; гель удаляется после анализа образца. Фото любезно предоставлено Accuris by Benchmark Scientific

Поскольку два отделения горизонтальной гелевой системы соединены через рабочий буфер, невозможно использовать горизонтальные системы с прерывистой буферной системой.Кроме того, акриламид нельзя использовать для горизонтальных систем, потому что гели отливаются в лотке, который подвергается воздействию атмосферного кислорода. Кислород подавляет полимеризацию акриламида и, таким образом, препятствует образованию геля. Простота использования горизонтальной системы делает ее идеальным выбором для большинства приложений ДНК и РНК.

Вертикальный гель-электрофорез

Вертикальный гель-электрофорез немного сложнее, чем его горизонтальный аналог. Вертикальная система использует прерывистую буферную систему, где верхняя камера содержит катод, а нижняя камера содержит анод.Тонкий гель (менее 2 мм) наливают между двумя стеклянными пластинами и устанавливают так, чтобы нижняя часть геля была погружена в буфер в одной камере, а верхняя часть была погружена в буфер в другой камере. При подаче тока небольшое количество буфера мигрирует через гель из верхней камеры в нижнюю камеру.

В отличие от горизонтальных систем, буфер может протекать только через гель, что позволяет точно контролировать градиенты напряжения во время разделения. В сочетании с меньшим размером пор акриламидного геля с помощью этой системы можно достичь большего разделения и разрешения по сравнению с горизонтальными системами.

Гель для электрофореза с светящимися полосами флуоресцирующего красителя. Фото любезно предоставлено Accuris, Benchmark Scientific

Итак, какой метод мне следует использовать?

Как правило, горизонтальный гель-электрофорез является идеальным выбором для разделения ДНК и РНК, в то время как вертикальные системы идеальны для белков. Простота использования в сочетании с возможностью доступа к гелю во время процедуры разделения делает горизонтальные системы популярными для разделения нуклеиновых кислот.При разделении похожих нуклеиновых кислот (например, при секвенировании терминации красителя) исследователи предпочтут более высокое разрешение вертикальной системы. Таким образом, природа разделяемой молекулы в сочетании с желаемым разрешением геля будет определять, какая система электрофореза лучше всего подходит для вашего применения.

Подробнее о системах и оборудовании для электрофореза на Laboratory-Equipment.com

Введение в электрофорез — Conduct Science

[vc_row type = »in_container» full_screen_row_position = «средний» column_margin = «default» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = «0.3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_ = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3» column_border_width = «none» column_border_style = «solid» bg_image_animation = «none «_text] [vc_column_animation =» none «_text] [vc_column_animation = «none «_text]

Как сотрудник Amazon, ConductScience Inc.получает доход от соответствующих покупок

[/ vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = »in_container» full_screen_row_position = «middle» column_margin = «default» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = ”0.3 ″ shape_divider_position = ”bottom” bg_image_animation = ”none”] [vc_column column_padding = ”no-extra-padding” column_padding_position = ”all” background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =” 1 ″ column_link_target = ”_ self” column_radius ”= none ”width =” 1/1 ″ tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = »0.3 ″ column_border_width = «none» column_border_style = «solid» bg_image_animation = «none»] [vc_column_text] Электрофорез — это метод разделения молекул в жидком состоянии на основе их способности двигаться в электрическом поле. Различные формы и типы электрофореза стали ведущими методами анализа биомолекул в биохимии и молекулярной биологии, включая генетические материалы, такие как ДНК или РНК, белки и полисахариды. [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row] type = «in_container» full_screen_row_position = «middle» column_margin = «default» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = «0.3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_ = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width =» none «column_border_style =» solid «bg_image_animation =» none «_heading = ”Принцип электрофореза” use_theme_fonts = ”yes”] [vc_column_text] Электрофорез основан на том явлении, что большинство биомолекул существуют в виде электрически заряженных частиц, обладающих ионизируемыми функциональными группами.Биомолекулы в растворе при заданном pH будут существовать в виде положительно или отрицательно заряженных ионов.

Под воздействием электрического поля ионизированные биомолекулы будут перемещаться с разной скоростью, в зависимости от массы и суммарного заряда каждой частицы в растворе — отрицательно заряженная частица, анионы , , будут перемещаться к положительно заряженному электроду, или Катод и катионы , или положительно заряженные частицы, будут притягиваться к отрицательно заряженному электроду, называемому анодом .

Различия в скорости и направлении каждой заряженной частицы приведут к модели миграции, которая уникальна для ее индивидуальных свойств, что приведет к изоляции компонентов биомолекул, обладающих схожими характеристиками (Andrews, 1986, цитируется по Westermeier, и др., ., 2005, стр. 3).

Теории, относящиеся к электрофорезу

Электрофоретическое разделение происходит при приложении электрического поля между двумя электродами, катодом и анодом, которые погружены в буферный раствор.Следующие уравнения описывают явления, происходящие во время электрофореза, то есть факторы, влияющие на электрофоретическое разделение (Westermeier, и др. , 2005; Walker, 2010).

а. Настройка электрофореза определяет скорость и направление разделяемых частиц

Когда приложено электрическое поле, возникает напряжение v (В) или разность электрических потенциалов . Он представляет собой разницу в работе , необходимой для перемещения единицы заряженной частицы на определенное расстояние (d) без ускорения.Связь между приложенным электрическим полем (E) , напряжением (В), и расстоянием (d) при электрофоретическом разделении выражается как:

Для частицы, обладающей общим зарядом q кулонов, сила (F) , которая толкает заряженную частицу, пропорциональна суммарному заряду этой частицы в этом конкретном электрическом поле:

Во время электрофореза скорость (v) заряженной частицы, с которой она движется в определенном направлении в электрическом поле, выражается как:

, где f — коэффициент трения, который зависит от формы и размера частицы, разделяемой во время электрофореза, а также от размера пор среды и скорости буферного раствора, используемого при электрофорезе.

Электрическая подвижность (µ) , которая представляет собой способность заряженной частицы двигаться в ответ на приложенное электрическое поле (E) , может быть выражена скоростью (v) заряженных частиц следующим образом :

В уравнениях (1) — (4) электрическая подвижность (µ) заряженной частицы пропорциональна ее скорости (v) и чистому заряду частицы (q) , но обратно пропорциональна коэффициент трения (f) .На основе этих уравнений показано, что при любом данном электрофорезе частицы, обладающие разными размерами и зарядами, будут мобилизоваться с другой скоростью и направлением, соответственно, при условии, что приложенное электрическое поле является однородным.

Обратная пропорциональная зависимость между электрической подвижностью (µ) и коэффициентом трения (f) также предусматривает, что более мелкие частицы будут перемещаться быстрее, чем более крупные частицы. Таким образом, каждая частица будет разделена на основе их чистого заряда, размера и формы.

г. При электрофорезе выделяется тепло

Помимо интересующей заряженной частицы, ионы в растворе-буфере для электрофореза также будут ионизированы и заряжены при приложении электрического поля. Эти ионы служат проводниками, которые переносят электрический ток (I) между катодом и анодом. Соотношение между напряжением (В) и током (I) описывается законом Ома следующим образом:

, где R — электрическое сопротивление , которое определяется компонентами, используемыми при настройке электрофореза, такими как тип используемого буфера раствора и его общий объем.

Когда ток (I) встречает сопротивление (R) , электрическая энергия может быть преобразована в тепловую энергию, называемую Джоулевым нагревом, , также известным как сопротивление омического нагрева. Это явление можно выразить так:

, где P — энергия в единицу времени, преобразованная из электрической в ​​тепловую.

На основании уравнений (1) и (5) расстояние (d) электрофоретического разделения может быть уменьшено, если напряжение (В) увеличивается, , что также приведет к увеличению тока (I) и сопротивление (R) .Тем не менее, как указано в уравнении (6), увеличение либо тока (I) , либо сопротивления (R) приведет к выработке энергии (P) , которая может быть преобразована из электрической в ​​тепловую энергию.

Чрезмерное тепловыделение во время электрофореза может привести к конвекционным токам или передаче тепла к образцам, испарению буфера раствора, изменению pH буфера раствора и термической нестабильности. Это может привести к смешиванию образцов, изменению настроек электрофореза и повреждению термочувствительных образцов.

Одной из популярных мер противодействия тепловыделению является использование стабилизированного источника питания, который может обеспечивать постоянное напряжение или ток. Тем не менее, согласно закону Ома в уравнениях (5) и (6), приложения постоянного напряжения или тока не могут устранить тепловыделение. Следовательно, идеальная настройка электрофореза должна быть компромиссом между мощностью, , т.е. настройками напряжения и тока, и временем разделения (Walker, 2010). [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = ”in_container” full_screen_row_position = «Средний» column_margin = «по умолчанию» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = «0.3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_ = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width =» none «column_border_style =» solid «bg_image_animation =» none «] [vc text_customing = ”Формы электрофореза” use_theme_fonts = ”yes”] [vc_column_text] В зависимости от типа буферного раствора и его влияния на подвижность заряженных частиц, электрофорез можно в общих чертах разделить на четыре формы следующим образом (Jorgenson, 1986):

1.Электрофорез с подвижной границей

Электрофорез с подвижной границей считается исходной формой электрофореза. Образцы для разделения отбираются в свободном растворе, в пробирках или капиллярных трубках при постоянном значении pH на протяжении всего процесса разделения.

Основным преимуществом электрофореза в свободном растворе является возможность измерения мобилизации разделяющихся частиц без других промежуточных факторов, не связанных с разделяющими частицами. Тем не менее, этот формат электрофореза уязвим для конвекционного тока, а разрешение разделения низкое из-за смешивания образцов в буфере раствора, что может привести к перекрытию компонентов или частиц, обладающих схожими характеристиками (Jorgenson, 1986).

2. Зональный электрофорез (ZE)

Зональный электрофорез

аналогичен электрофорезу с подвижной границей в том, что электрофоретическое разделение происходит в гомогенной буферной системе (Westermeier, et al. ., 2005). В этом формате часто используется поддерживающая среда или матрица для подавления конвекционного тока и предотвращения неконтролируемой диффузии образца. Матрица в большинстве случаев также обеспечивает дополнительный эффект просеивания , который оказывает влияние на электрофоретическое разделение, как показано в уравнении (3) (Jorgenson, 1986; Walker, 2010).

Образцы для ZE-разделения окружают буферным раствором для электрофоретического раствора и разделяют в матрице на определенное время разделения. При подаче электрического тока образцы движутся с другой скоростью, что определяется их массой и зарядом (q) . После завершения процесса разделения компоненты образца, обладающие схожими характеристиками, выделяют в отдельную зону (Becker, 1973) .

Гель-электрофорез является примером ZE, в котором в качестве поддерживающей среды используется просеивающая полимерная матрица.Этот метод широко используется в исследованиях биохимии и молекулярной биологии, а также в повседневной работе благодаря своей простоте и универсальности (Westermeier, 2005). Из-за введения поддерживающей среды ZE не подходит ни для анализа подвижности представляющих интерес заряженных частиц, ни для определения изоэлектрической точки (pI) пептидов или белков.

3. Изотахоэлектрофорез или изотахофорез (ИТП)

Изотахофорез или ИТП — это форма электрофореза, при которой все ионы мигрируют с одинаковой скоростью (v) .В ITP образцы помещаются между двумя неоднородными буферными растворами, состоящими из ведущего электролита на одном электроде и завершающего электролита на другом конце (Becker, 1973). Оба электролита имеют тот же вид заряда, что и интересующая частица в образце. При подаче электрического тока наибольшую подвижность будет иметь ведущий электролит, за ним следуют заряженные частицы в образце и завершающие электролиты, соответственно.

По мере продолжения ИТП заряженные частицы в образце будут перемещаться в зависимости от его электрической подвижности (µ) и концентрации в порядке уменьшения подвижности, в результате чего образуется непрерывная область заряженных частиц с аналогичными характеристиками, зажатая областями, где ведущие и конечные ионы заняты (Becker, 1973; Jorgenson, 1986).

Информация, полученная от изотахофореза, передается в виде графиков напряженности электрического поля с течением времени, которые представляют идентичность заряженной частицы, а длина каждой области представляет концентрацию заряженной частицы (Jorgenson, 1986). [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = »in_container» full_screen_row_position = «middle» column_margin = «default» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = »0,3 ″ shape_divider_position =« bottom »bg_image = ”None”] [vc_column column_padding = ”no-extra-padding” column_padding_position = ”all” background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =” 1 ″ column_link_target = ”_ self” column_shadow = ”none” column_border_radius = ”none” width = ”1 / 1 ″ tablet_width_inherit = »default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width = «none» column_border_style = «solid» bg_image_animation = «none»] [image_with_animation image_url = ”195110 ″ alignment =” ”animation =” Fade In ”img_link_large =” yes ”hover_animation =” none ”none” border_radius = box_shadow = «none» image_loading = «default» max_width = «100%» max_width_mobile = «default»] [vc_column_text] Рисунок 1: Диаграмма, представляющая разделение изотахофореза. [/ vc_column_text] [vc_column_text] Ионы ведущего электролита (LE) имеют самую высокую подвижность, за ними следуют частицы B, A и C образца соответственно.Ионы в терминирующем электролите (TE) имеют самую низкую подвижность. В ITP идентичность заряженных частиц отражается в напряжении или напряженности электрического поля, отображаемом на оси y . Концентрация каждой частицы отражается во времени ее обнаружения (L). На этом рисунке самая высокая концентрация в образце имеет Частица A, за ней следуют частицы B и C соответственно.

Одним из основных недостатков этого формата является то, что только один заряженный вид может быть определен в одной настройке, и потребуется еще один цикл ITP для получения информации о заряженных частицах другого вида.

4. Изоэлектрическая фокусировка (IEF)

Изоэлектрическая фокусировка или ИЭФ — это электрофорез, который выполняется в градиенте pH, который изменяется от низкого к высокому — от анода к катоду. IEF применим только к амфотерным молекулам, потому что они могут отдавать и получать протоны, действуя как кислота и основание. Примерами амфотерных биомолекул являются пептиды и белки, которые содержат группы аминов и карбоновых кислот (Walker, 2010).

После установления градиента pH и подачи электрического тока амфотерный образец будет перемещаться либо к аноду, либо к катоду, в зависимости от чистого заряда образца.В изоэлектрической точке (pI) , где суммарный заряд образца равен нулю, скорость (v) и электрическая подвижность (µ) амфотерной молекулы становятся равными нулю, останавливая миграцию (Йоргенсон , 1986).

Все четыре формата электрофореза могут быть выполнены как в одномерном, так и в двухмерном (2D). Двумерный электрофорез проводят путем проведения первого электрофореза с последующим вторым электрофоретическим разделением в направлении, перпендикулярном первому измерению.2D-электрофорез может предложить больше информации и разрешение, что особенно полезно для клинических или полевых образцов, которые часто требуют интенсивного анализа и характеристики, но даются только в ограниченном количестве (Jellum & Thorsurd, 1982; Xu, 2008). [/ Vc_column_text ] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = »in_container» full_screen_row_position = «средний» column_margin = «default» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = »0,3 ″ shape_divider_position =» bottom ”Bg_image_animation =” none ”] [vc_column column_padding =” no-extra-padding ”column_padding_position =” all ”background_color_opacity =” 1 ″ background_hover_color_opacity = ”1 ″ column_link_target =” _ self ”column_shadow =” none ”column_border” width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width = «none» column_border_style = «solid» bg_image_animation = «none»] [vc_custom_heading text = «Типы электрофореза» use_theme_fonts = «yes»] [vc_column_text] Различные формы электрофореза были изменены на несколько типов электрофореза которые используются для разделения различных типов биомолекул, анализа их характеристик и изучения их взаимодействия с интересующей молекулой. Ниже приведены избранные методы электрофореза, основанные на различных форматах электрофореза.

1. Гель-электрофорез

Гель-электрофорез — это форма ZE, в которой гель, не текучая сшитая полимерная сеть, используется в качестве поддерживающей среды для поддержания стабильного значения pH в буфере раствора, действующего как антиконвективный стабилизатор. Он также служит разделительной матрицей из-за своей пористой природы, которая фильтрует крупные частицы и препятствует более мелким во время электрофоретического разделения (Jorgenson, 1986).

Гель разливают на полоски или пластины с прорезями или образцами лунки .После полной полимеризации гель погружают в буферный раствор для раствора для электрофореза, и образцы загружают в каждую лунку перед подачей электрического тока для инициирования электрофоретического разделения (Walker, 2010). В конце гель-электрофореза компоненты в образцах будут разделены в зависимости от их массы (Westermeier, 2005).

Как упоминалось ранее, гель-электрофорез является одним из наиболее часто используемых видов электрофореза в исследованиях и рутинной диагностике благодаря простоте использования и универсальности.Его можно адаптировать для разделения различных биомолекул, изменив тип полимеров, используемых для отливки геля, и изменив состав полимера, изменив размер пор геля (Xu, 2008; Chung, et al. , 2014).

Типы гелей
  • Полиакриламид , прозрачный и прозрачный гель, полученный в результате сополимеризации мономеров акриламида в присутствии сшивающего агента, N, N- метилен-бисакриламид, обычно называемый «бис-акриламидом».Реакция полимеризации катализируется персульфатом аммония (APS) и N, N, N ’, N’ -тетраметилендиамином (TEMED). Размер пор полиакриламидных гелей определяется концентрацией акриламида, которая должна быть пропорциональна его сшивающему агенту. Обычно для разделения ДНК и белков используется небольшой процент акриламидного геля (3-15%). Акриламидный гель с более высоким процентным содержанием (10-20%) обычно используется в электрофорезе в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS) (SDS-PAGE), в котором белки разделяются в денатурированном состоянии в соответствии с их размером (Walker, 2010; Chung , et al., 2014).
  • Агароза , природный линейный полисахарид, состоящий из галактозы и 3,6-ангидрогалактозных цепей, экстрагированный из агара, выделенного из красных морских водорослей (Westermeier, et al ., 2005). Агароза, как и агар, хранится в виде сухого порошка. Чтобы отлить агарозный гель, порошок агарозы растворяют в соответствующем буферном растворе, нагревают и дают остыть до комнатной температуры. Как и в случае с полиакриламидным гелем, концентрация агарозы в буфере для раствора определяет размер пор геля.Гель агарозы обычно используется в концентрации от 0,8% (мас. / Об.) До 5% (мас. / Об.) Для разделения молекул ДНК и РНК (Walker, 2010). Агарозу можно использовать в сочетании с SDS для разделения высокомолекулярных белков, что может быть проблематичным при разделении с использованием SDS-PAGE (Greaser et al. , 2012).

2. Гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE)

Гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE) — это разновидность гель-электрофореза, при которой к гелевому электрофорезу периодически поочередно прикладываются два электрических поля под разными углами.Этот тип электрофореза специально разработан для разделения хромосом, которые представляют собой высокомолекулярные молекулы ДНК размером более 20 тысяч пар оснований.

В отличие от более мелких молекул ДНК, высокомолекулярные молекулы ДНК находятся в сжатой конформации, заставляя их двигаться независимо от размера. Во время приложения первого электрического поля свернутые в спираль молекулы ДНК растягиваются и будут двигаться через гель. Обрыв и изменение направления электрического поля, однако, заставляет эти большие молекулы ДНК переориентировать себя до того, как миграция может возобновиться.

Более крупные высокомолекулярные молекулы будут медленнее в процессе переориентации и обновления миграции по сравнению с более мелкими высокомолекулярными молекулами из-за их более длительного времени вязкоупругой релаксации . Повторное приложение двух переменных электрических полей под разными углами в конечном итоге выявит дальнейшее расстояние миграции для более мелкой высокомолекулярной молекулы ДНК и более короткое расстояние миграции для более крупной высокомолекулярной ДНК (Westermeier, 2005; Westermeier et al., 2005; Уокер, 2010).

3. Капиллярный электрофорез (CE)

Капиллярный электрофорез, также известный как высокоэффективный капиллярный электрофорез (HPCE), представляет собой тип электрофореза, выполняемый в узком капилляре, погруженном в электролитный буфер. Это единственный тип электрофореза, способный выполнять все четыре типа электрофореза (Heiger, 2000). Капилляр обычно имеет длину 20-30 сантиметров и внутренний диаметр 25-75 микрометров.

Электрофоретическое разделение начинается, когда образец вводится в капилляр под действием высокого напряжения или давления, и через капилляр прикладываются высокие электрические поля (Heiger, 2000; Westermeier, et al. , 2005). Компоненты в образце разделены по длине капилляра в зависимости от формата проведенного электрофореза. Ближе к другому концу капилляра отдельные компоненты обнаруживаются детектором , где время обнаружения или время удерживания автоматически записывается.

Поскольку КЭ выполняется в узком капилляре, для разделения требуется только очень маленький объем образца. Еще одно важное преимущество CE — это автоматизированная измерительная система, обеспечивающая высокопроизводительный анализ (Heiger, 2000).

4. Иммуноэлектрофорез

Иммуноэлектрофорез — это тип электрофореза, который разделяет антиген , включая белки и пептиды, на основе их реакции и специфичности к антителам или иммуноглобулинам (Ig) .Связывание антигена с соответствующим ему антителом при определенном соотношении антиген / антитело или эквивалентной точке , приведет к преципитации комплекса антиген-антитело. Таким образом, антигены в интересующем образце можно разделить на основе их способности связываться с данным антителом (Nowotny, 1979).

Современные установки для иммуноэлектрофореза основаны на модификациях зонного электрофореза и гель-электрофореза. Иммуноэлектрофорез можно проводить в одномерном или двумерном режиме (Westermeier et al., 2005; Уокер, 2010).

5. Аффинный электрофорез

Аффинный электрофорез — это тип электрофореза, который разделяет биомолекулу, которая взаимодействует или связывается с другой молекулой, к которой она имеет сродство. Он использует тот феномен, что электрическая подвижность (µ) изменяется, когда биомолекула, включая нуклеиновые кислоты, белки, пептиды и полисахариды, связывается с другой молекулой, и это изменение электрической подвижности будет отражено в электрофоретической картине. .

Таким образом, представляющие интерес биомолекулы в образце могут быть выделены на основе их сродства к другой молекуле — независимо от того, имеют ли представляющие интерес биомолекулы тенденцию связываться с другой молекулой в большей степени, чем с другой нежелательной биомолекулой. Современные настройки для аффинного электрофореза основаны либо на гель-электрофорезе, либо на капиллярном электрофорезе (Kinoshita et al., 2015). [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = ”in_container” full_screen_ column_margin middle ” = «По умолчанию» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = «0.3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = «1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_s = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width =» none «column_border_style =» solid «bg_image_animation =» none «] [vc text_customing = ”Instrumentation” use_theme_fonts = ”yes”] [vc_column_text] Все типы электрофореза разделяют заряженные частицы, когда они погружены в буферный раствор.Для всех форм электрофореза требуется источник питания и блок для электрофореза, обычно называемый камерой для электрофореза . Источник питания подает электрический ток в камеру, которая способствует электрофоретическому разделению. Камера состоит из двух противоположных электродов, катода и анода, и резервуара с буферным раствором, в котором происходят образцы и их разделение (Walker, 2010).

Использование источника питания и камеры для электрофореза также требуется для всех типов электрофореза.Однако каждый формат требует определенного оборудования для настройки процесса разделения. Например, подносы, стеклянные пластины и гребни являются необходимыми условиями для гель-электрофореза. Для капиллярного электрофореза требуется внутренняя система охлаждения, которая эффективно подавляет чрезмерное нагревание и обеспечивает термически стабильные условия во время электрофореза. [/ Vc_column_text] [image_with_animation image_url = ”195111 ″ alignment =” ”animation =” Fade In ”img_link_large =” yes ”hover_animation =” none »border_radius =» none »box_shadow =« none »image_loading =« default »max_width =« 100% »max_width_mobile =« default »] [vc_column_text] Рисунок 2: Диаграммы блока электрофореза (A) гель-электрофореза и (B ) капиллярный электрофорез [/ vc_column_text] [vc_column_text]

Обнаружение электрофоретического разделения

Когда электрофорез завершен, полученный продукт во всех формах и типах электрофореза, кроме капиллярного электрофореза, представляет собой разделение частиц или компонентов в образце, которые часто невидимы для человеческого глаза.Следовательно, необходимы дополнительные методы обнаружения и анализа для интерпретации результатов, полученных с помощью электрофореза (Jorgenson, 1986; Walker, 2010). [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = ”in_container” full_screen_row_position = ”middle «Column_margin =» default «scene_position =» center «text_color =» dark «text_align =» left «overlay_strength =» 0,3 «shape_divider_position =» bottom «bg_image_animation =» none «] [vc_column column_padding =» no-extra-padding «column_padding_position = ”All” background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =” 1 ″ column_link_target = ”_ self” column_shadow = ”none” column_border_radius = ”none” width = ”1/1 ″ tablet_width_inherit =« default »tablet_text_alignment =« default »phone_text_alignment =« default »phone_text_alignment = overlay_strength = ”0.3 ″ column_border_width = «none» column_border_style = «solid» bg_image_animation = «none»] [image_with_animation image_url = ”195112 ″ alignment =” ”animation =” Fade In ”img_link_large =” yes ”hover_animation =” none ”none” border_radius = box_shadow = «none» image_loading = «default» max_width = «100%» max_width_mobile = «default»] [vc_column_text] Рис. краситель, который излучает ультрафиолетовую флуоресценцию, когда окрашенные биомолекулы-мишени подвергаются воздействию ультрафиолетового света.Gel Doc можно подключить к компьютеру, который позволяет визуализировать окрашенные гели. (Взято из SynGene)

В случае гель-электрофореза, например, отделенные частицы остаются погруженными в гель, невидимыми при нормальном освещении. Чтобы визуализировать картину миграции, гель окрашивают, а затем визуализируют с помощью системы документирования гелей , которая обеспечивает необходимый источник света. Система документации геля часто оснащена камерой, которая может отображать визуализацию геля для количественной оценки или последующего анализа.

Методы обнаружения

Существует несколько подходов к обнаружению и визуализации результатов электрофореза, каждый с разной степенью чувствительности и сложности. Общие методы обнаружения следующие (Jorgenson, 1986):

  • Staining, который использует различные красители, которые могут связываться с интересующими молекулами. Например, кумасси бриллиантовый синий или окрашивание серебром могут связываться с белками. Бромид этидия является примером красителя, который может вставлять себя между азотными основаниями и сильно флуоресцировать в коротковолновом ультрафиолетовом (УФ) свете.Этот подход является обычным методом обнаружения для гель-электрофореза.
  • Авторадиография, который может использоваться для обнаружения, если интересующие молекулы помечены радиоизотопами. По сравнению с окрашиванием авторадиография более чувствительна.
  • Онлайн-обнаружение , которое чаще всего является частью автоматизированного оборудования. Для онлайн-обнаружения можно использовать несколько механизмов обнаружения, таких как обнаружение УФ-поглощения, флуоресценции, электрического поля и проводимости.Капиллярный электрофорез и изотахофорез используют этот метод обнаружения.

Помимо авторадиографии, количественное определение разделенных компонентов проводится относительно известного стандарта, подвергнутого такому же электрофоретическому разделению. В случае авторадиографии прямая количественная оценка может быть достигнута с использованием денситометра. [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = ”in_container” full_screen_row_position = ”middle” column_margin = ”default” scene_position = ”center” text_color = «Темный» text_align = «левый» overlay_strength = »0.3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_ = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width =» none «column_border_style =» solid «bg_image_animation =» none «] [vc text_customing = «Связанные методы» use_theme_fonts = «yes»] [vc_column_text] Некоторые типы электрофореза могут быть объединены с другими методами, будь то в исследовательских, рутинных аналитических или диагностических целях (Walker, 2010).

  • Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод in vitro , используемый для создания множественных копий определенного участка ДНК. Продукты, усиленные ПЦР, в большинстве случаев разделяют с помощью гель-электрофореза или капиллярного электрофореза. ПЦР в сочетании с разделением и обнаружением с помощью капиллярного электрофореза стала стандартным рутинным методом судебно-медицинской экспертизы неизвестных образцов ДНК.
  • Секвенирование по Сэнгеру — метод секвенирования ДНК, основанный на включении дидезоксинуклеотидов, завершающих цепь.Традиционно секвенирование по Сэнгеру решается с помощью электрофореза в полиакриламидном геле. В настоящее время секвенирование по Сэнгеру решается с помощью лазерно-индуцированного капиллярного электрофореза.
  • Электроблоттинг относится к методике переноса нуклеиновых кислот (Нозерн-блоттинг для РНК и Саузерн-блоттинг для ДНК) или белков (Вестерн-блоттинг) на мембрану. Это обычно выполняется как последующая процедура после гель-электрофореза, чтобы позволить дальнейший анализ разделенных компонентов.
  • Профилирование белков с помощью масс-спектрофотометрии (MS) или протеомики — это метод, который пытается определить или идентифицировать белки в данном образце на основе отношения их массы к заряду ионов. Перед масс-спектрофотометрией образцы разделяют с помощью определенных форматов или типов электрофореза, обычно в 2D-режиме. Затем интересующий компонент подвергается MS для идентификации.

[/ vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = »in_container» full_screen_row_position = «middle» column_margin = «default» scene_position = «center» text_color = «dark» text_align = «left» overlay_strength = »0 .3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = «1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_ = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width =» none «column_border_style =» solid «bg_image_animation =» none «_heading = ”В заключение” use_theme_fonts = ”yes”] [vc_column_text] В целом, электрофорез — это метод разделения, с помощью которого можно выделить интересующие биомолекулы или заряженные частицы на основе их подвижности в заданном электрическом поле.Подвижность может быть отражением характеристик представляющих интерес биомолекул или частиц или быть результатом их взаимодействия с другой молекулой. В сочетании с другими методами электрофорез может создать мощный универсальный инструмент, применимый для исследований, рутинного анализа и диагностики. [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row type = ”in_container” full_screen_row_position = ” средний »column_margin =« default »scene_position =« center »text_color =« dark »text_align =« left »overlay_strength =« 0.3 ″ shape_divider_position = «bottom» bg_image_animation = «none»] [vc_column column_padding = «no-extra-padding» column_padding_position = «all» background_color_opacity = ”1 ″ background_hover_color_opacity =» 1 ″ column_link_tar_tar_get = «_ self» column_ = «None» width = «1/1» tablet_width_inherit = «default» tablet_text_alignment = «default» phone_text_alignment = «default» overlay_strength = «0.3 ″ column_border_width =» none «column_border_style =» solid «bg_image_animation =» none «] [vc text_customing = «Ссылки» use_theme_fonts = «yes»] [vc_column_text]

  1. Бекерс, Дж.Л. (1973). Изотахофорез: некоторые фундаментальные аспекты. (Эйндховен: Technische Hogeschool Eindhoven). https://doi.org/10.6100/IR80190
  2. Чанг, М., Ким, Д., и Херр, А. Э. (2014). Полимерные просеивающие матрицы в микроаналитическом электрофорезе. Аналитик, 139 (22), 5635–5654. https://doi.org/10.1039/C4AN01179A
  3. Гризер, М. Л., и Уоррен, К. М. (2012). Электрофорез белков в агарозных гелях для разделения белков с высокой молекулярной массой. https://doi.org/10.1007/978-1-61779-821-4_10
  4. Хейгер, Д.(2000). Высокоэффективный капиллярный электрофорез: введение. Agilent Technologies.
  5. Джеллум Э. и Торсруд А. К. (1982). Клинические применения двумерного электрофореза. Клиническая химия, 28 (4), 876–883. https://doi.org/10.1093/clinchem/28.4.876
  6. Jorgenson, J. W. (1986). Электрофорез. Аналитическая химия, 58 (7), 743A-760A. https://doi.org/10.1021/ac00298a001
  7. Киношита Э., Киношита-Кикута Э. и Койке Т. (2015). Передовая технология аффинного электрофореза.Протеомы, 3 (1), 42–55. https://doi.org/10.3390/proteomes3010042
  8. Новотны, А. (1979). Иммуноэлектрофорез. В основных упражнениях по иммунохимии (стр. 235–237). https://doi.org/10.1007/978-3-642-67356-6_72
  9. Уокер, Дж. М. (2010). 10 Электрофоретические техники. В К. Уилсон и Дж. М. Уокер (ред.), Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии (7-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
  10. Вестермайер Р. (2005). Гель-электрофорез. В eLS.https://doi.org/10.1038/npg.els.0005335
  11. Вестермайер, Р., Гронау, С., Бекет, П., Буэллес, Дж., Шикле, Х. и Тесселинг, Г. (2005). Электрофорез на практике: руководство по методам и применению разделения ДНК и белков (4-е, пересмотренное издание). Wiley-VCH Verlag.
  12. Сюй, А. (2008).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *