Методики электрофореза: Электрофорез с медикаментозными средствами, гомеопатическими препаратами

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.

Электрофорез — действие, показания, противопоказания, процедура

25 Ноября 2011 г.

Лекарственный электрофорез — сочетанное воздействие на организм постоянного электрического тока и вводимого с его помощью лекарственного вещества. Явление электрофореза было открыто профессорами Московского университета П. И. Страховым и Ф. Ф. Рейссом в 1809 (по другим данным – в 1807) году.

Теоретическую основу лекарственного электрофореза (ЛЭ) составляет теория электролитической диссоциации, предложенная в 1887 г. Сванте Аррениусом. Практическое применение электрофореза началось после создания в 1937 году шведским ученым А. Тиселиусом специального аппарата для фронтального (или свободного) электрофореза белков в растворе.

Действие электрофореза

Процедуру электрофореза возможно проводить с помощью самых разных методик. Существует несколько методов лекарственного электрофореза, наиболее распространен чрескожный электрофорез, осуществляемый с помощью контактно накладываемых электродов. Также применяются камерный электрофорез, внутриполостной и внутритканевый электрофорез.

Во время процедуры электрофореза лекарственные вещества проникают в организм человека через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные промежутки, волосяные фолликулы и в меньшей степени через клетки. Лекарственный электрофорез как лечебно-профилактический метод обладает рядом особенностей и достоинств, которые и обуславливают неослабевающий к нему интерес не только ученых и врачей, но и пациентов:

• Лекарственные вещества, вводимые электрофорезом, задерживаются в поверхностных слоях кожи и образуют депо ионов, что способствует их более длительному действию и медленному выведению из организма.
• Метод лекарственного электрофореза позволяет создавать высокую локальную концентрацию препарата в месте патологического очага, не насыщая им весь организм.
• В отличие от инъекционных способов введения электрофорез позволяет доставить лекарства непосредственно к патологическому очагу не только гематогенным, но и электрогенным путем.
• В соответствии с сущностью метода при электрофорезе вводятся только те лекарственные ионы или ингредиенты лекарств, на терапевтическое действие которых рассчитывают. И это очень важно, т.к. в ионной форме лекарства значительно активнее, чем в молекулярной.

Лечебные эффекты: потенцирование эффекта гальванизации и специфическое фармакологическое действие вводимого током лекарственного вещества.

Показания для проведения электрофореза

Показания для проведения электрофореза определяются фармакотерапическими свойствами вводимого препарата, а также показаниями к использованию физического фактора (гальванического или других постоянных токов). 

Противопоказания для проведения электрофореза

• Индивидуальная непереносимость вводимого лекарственного препарата.
• Острые и гнойные воспалительные процессы различной локализации.
• Расстройства кожной чувствительности.
• Индивидуальная непереносимость тока.
• Нарушение целостности кожных покровов в местах наложения электродов.
• Экзема.

Электрофорез в ГУТА КЛИНИК

При запросе через поисковые системы «электрофорез в Москве» поисковая система сразу же выдает ссылку на сайт с предложением купить аппарат для проведения процедур электрофореза на дому.

Даже несмотря на то, что, скорее всего, предлагаемая аппаратура наверняка имеет сертификат соответствия и подробную инструкцию по эксплуатации, заниматься самолечением и проводить себе сеансы электрофореза самостоятельно категорически недопустимо! Ведь, не обладая нужными медицинскими знаниями, вы можете неправильно рассчитать время воздействия аппарата.

Кроме того, необходимо, например, знать, что для проведения электрофореза возможно использовать далеко не все лекарственные вещества, т. к. некоторые из них под действием электрического тока распадаются или образуют вредные соединения. Несоблюдение даже самых основных требований к проведению электрофореза могут в конечном итоге крайне неблагоприятно отразиться на состоянии вашего здоровья. Мы рекомендуем проходить процедуры электрофореза только в специализированных лечебных учреждениях под присмотром профессиональных специалистов, прошедших необходимую для осуществления таких процедур подготовку.

Посетив физиотерапевта ГУТА КЛИНИК, вы получите индивидуальный план лечения исходя из особенностей состояния вашего здоровья, клинической картины заболевания, поставленного диагноза. Классическое медикаментозное лечение приносит более заметные результаты в сочетании с проведением физиотерапии, а процедура электрофореза, будучи проведена по всем правилам опытным специалистом с использованием современного сертифицированного оборудования, переносится пациентом абсолютно комфортно и безболезненно, принося лечебный эффект.

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.

Семейная медицина > Индивидуальные программы реабилитации после Covid 19

Реабилитация после Covid
19

Для многих пациентов, переболевших
коронавирусной инфекцией, возвращение к
обычной жизни проходит непросто.

Многие, даже молодые пациенты, отмечают
постоянную усталость, утомляемость,
слабость и одышку.

В «Cемейной медицине» разработаны алгоритмы, по которым создается индивидуальная
программа реабилитации после Covid 19 для каждого отдельного пациента с учетом его
особенностей, тяжести перенесенного заболевания, осложнений и наличия хронических
заболеваний.

В восстановительном периоде
используются методы лечения с применением лекарств
(витаминотерапия, антиоксиданты, сорбенты) и без применения лекарств: физиотерапия
(УВЧ-терапия, магнитотерапия, различные варианты лекарственного электрофореза,
импульсная электротерапия, массаж, иглорефлексотерапия.

Все перечисленное позволяет улучшить
микроциркуляцию в поврежденных тканях,
способствует ускорению рассасывания инфильтративных изменений и восстановлению
работы дыхательной мускулатуры, оказывает мощное противовоспалительное действие,
предотвращает возникновение спаечного процесса в легких и других органах.

Персональная программа реабилитации
создается для каждого пациента индивидуально,
при первом посещении, разрабатывается врачом-терапевтом совместно с врачом-
физиотерапевтом, курс восстановительных процедур может иметь различную
продолжительность.

Индивидуальные программы
реабилитации после Covid 19

Процедуры (1 сеанс)

Наши специалисты:

Тамара Давидовна Бестаева — врач — терапевт, ревматолог

⠀

Лариса Магометовна Басиева- врач- физиотерапевт, к. м.н.,
доцент кафедры медицинской реабилитации

⠀

Залина Владимировна Гиоева, врач-рефлексотерапевт, невролог

⠀

Олег Алиханович Губаев, массажист

Записаться на консультацию по вопросам реабилитации после COVID 19
можно по
тел. 8(8672) 40-42-03.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Физиотерапевтический комплекс

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Длительный кашель с трудно отделяемой мокротой

Физиотерапевтический комплекс

УВЧ-терапия. Лекарственный электрофорез натрия, магния, эуфиллина,
лидазы, иода, гепарина.
Постуральный дренаж. Различные методики дыхательной гимнастики.
Классический ручной массаж, точечный, вибрационный баночный массаж.

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Процедура УВЧ вызывает расширение капилляров легких в 3-10 раз, увеличивает газообмен в легочной
ткани, усиливает кровообращение и лимфоотток. Происходит уменьшение эксудации, отечности,
уменьшение
роста бактерий,
улучшается общее состояние. Курс 5-8 процедур.
Рекомендуемые варианты лекарственного электрофореза (который вам выберет физиотерапевт) окажут
противовоспалительное и одновременно бронхолитическое действие Назначают курс из 10-15
ежедневных
процедур.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Затруднение дыхания, одышка, чувство нехватки воздуха, особенно, у
ослабленных пациентов с
сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, пожилых людей.

Физиотерапевтический комплекс

ПеМП-низкочастотное переменное магнитное поле.
Электрофорез эуфиллина, никотиновой кислоты, атропина. кальция, магния, иода, гепарина,
димедрола
Для активации дренажной функции показано применение синусоидальных модулированных токов (СМТ или
амплипульстерапия).
Постуральный дренаж и дренажная гимнастика.
Классический ручной массаж, точечный, вибрационный баночный массаж.
Метод волевой ликвидации глубокого дыхания К. П. Бутейко (ВЛГД).
Парадоксальная дыхательная гимнастика А.Н. Стрельниковой.

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Под влиянием МП происходит активация противосвертывающей системы крови,
уменьшение внутрисосудистого
пристеночного тромбообразования, достигается хороший противовоспалительный эффект,
восстанавливается
иммунитет.

Активизируется дренажная функция бронхов. В сочетании с лекарственным электрофорезом на область
грудной клетки устраняет спазм и улучшает отхождения мокроты.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Затруднение дыхания, одышка, чувство нехватки воздуха, повышение
артериального давления

Физиотерапевтический комплекс

ПеМП-низкочастотное переменное магнитное поле.
Электрофорез никотиновой кислоты, эуфиллина, папаверина, дибазола, магния сульфат.
Различные методики дыхательной гимнастики.
Классический ручной массаж.

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Под влиянием МП происходит активация противосвертывающей системы крови,
уменьшение внутрисосудистого
пристеночного тромбообразования, достигается хороший противовоспалительный эффект,
восстанавливается
иммунитет.

Электрофорез сосудорасширяющих препаратов позволяет снизить артериальное давление, улучшить
мозговое
кровообращение
Под влиянием массажа также активизируется дренажная функция бронхов, улучшается кровообращение,
оказывается седативный эффект. В сочетании с лекарственным электрофорезом на область грудной
клетки
устраняет спазм и улучшает отхождения мокроты.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Затруднение дыхания, одышка, чувство нехватки воздуха, головные боли,
головокружения, шум в голове.

Физиотерапевтический комплекс

ПеМП-низкочастотное переменное магнитное поле.
Электрофорез никотиновой кислоты по воротниковой методике, электрофорез но-шпы. Сочетанный
магний-бром электрофорез
Различные методики дыхательной гимнастики.
Классический ручной массаж.

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Под влиянием МП происходит активация противосвертывающей системы крови,
уменьшение внутрисосудистого
пристеночного тромбообразования, достигается хороший противовоспалительный эффект,
восстанавливается
иммунитет.
Электрофорез никотиновой кислоты, но-шпы позволяет улучшить мозговое кровообращение. Введение со
второго электрода р-ра брома окажет седативный эффект.
Под влиянием массажа также активизируется дренажная функция бронхов, улучшается кровообращение
органов грудной клетки, мозговое кровообращение, оказывается седативный эффект.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Затруднение дыхания, одышка, чувство нехватки воздуха, нарушение сна,
раздражительность, возбуждение.

Физиотерапевтический комплекс

ПеМП-низкочастотное переменное магнитное поле.
Сочетанный магний-бром электрофорез, электрофорез трентала.
Классический ручной массаж.

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Под влиянием МП происходит активация противосвертывающей системы крови,
уменьшение внутрисосудистого
пристеночного тромбообразования, достигается хороший противовоспалительный эффект,
восстанавливается
иммунитет.

Сочетанный магний-бром электрофорез, электрофорез трентала.
Электрофорез трентала будет способствовать улучшению церебральной микроциркуляции путём снижения
тромбогенного потенциала, повышению активности фибринолитической системы, устранению
реологических
расстройств.
Под влиянием массажа также активизируется дренажная функция бронхов, улучшается кровообращение
органов грудной клетки, мозговое кровообращение, оказывается седативный эффект.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Затруднение дыхания, одышка, чувство нехватки воздуха, гипертоническая
болезнь в сочетании с
атеросклерозом мозговых сосудов

Физиотерапевтический комплекс

ПеМП-низкочастотное переменное магнитное поле.
Элетрофорез магния, иода по воротниковой методике, аминалон-электрофорез по эндоназальной
методике.

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Под влиянием МП происходит активация противосвертывающей системы крови,
уменьшение внутрисосудистого
пристеночного тромбообразования, достигается хороший противовоспалительный эффект,
восстанввливается
иммунитет.

Элетрофорез магния, иода по воротниковой методике, аминолон-электрофорез по эндоназальной
методике
позволят добиться сосудорасширяющего, гипотензивного, седативного и нейротрофического эффекта
Под влиянием массажа также активизируется дренажная функция бронхов, улучшается кровообращение
органов грудной клетки, мозговое кровообращение, оказывается седативный эффект.

Жалобы, клинические проявления после Covid 19

Затруднение дыхания, одышка, чувство нехватки воздуха, нарушение
свёртывающей системы крови, с
тенденцией с гиперкоагуляцией

Физиотерапевтический комплекс

ПеМП-низкочастотное переменное магнитное поле.
Гепарин-электрофорез на воротниковую область.
Электрофорез трентала

Ожидаемый результат после прохождения программы реабилитации

Под влиянием МП происходит активация противосвертывающей системы крови,
уменьшение внутрисосудистого
пристеночного тромбообразования, достигается хороший противовоспалительный эффект,
восстанавливается
иммунитет.
Электрофорез гепарина позволит улучшить реологические свойства крови, предотвратить
тромбообразование. Электрофорез трентала будет способствовать улучшению церебральной
микроциркуляции
путём снижения тромбогенного потенциала, повышению активности фибринолитической системы,
устранению
реологических расстройств.

Система капиллярного электрофореза MiniCap — Медстом

Minicap — это компактная, многофункциональная и полностью автоматизированная система капиллярного электрофореза от всемирно известного производителя — компании Sebia, позволяющая выполнять как классические ЭФ-тесты, так и количественный анализ гликированного гемоглобина Hb A1c*.
Технология капиллярного электрофореза Sebia представляет собой уникальное сочетание методов агарозного электрофореза и жидкостной хроматографии, являющихся «золотыми стандартами» в области анализа белковых фракций и количественного исследования гликированного гемоглобина. Превосходные аналитические характеристики этих двух методов успешно дополняют друг друга, позволяя добиться действительно непревзойденного качества исследования.

Автоматизация «от и до»

Работа на системе Minicap полностью автоматизирована. Прибор последовательно и без помощи оператора осуществляет:

• Считывание штрих-кодов, прокол крышки пробирки** взятие и подготовку образца для анализа;

• Перемешивание образцов на борту прибора при анализе цельной крови;

• Разделение анализируемых фракций, детекцию и обработку результатов.

Калибровка*** и техническое обслуживание прибора максимально упрощены и также выполняются в полностью автоматическом режиме.

Все реагенты и расходные материалы размещаются на борту прибора и имеют высокие сроки годности.

Служба поддержки пользователей

• Инсталляция прибора и постгарантийное обслуживание,

• Обучение и методическая поддержка,

• Возможность удаленной диагностики в режиме реального времени (опционально),

• Бесплатная «горячая линия», обучение и помощь в интерпретации результатов,

• Методические пособия и семинары для лабораторной службы и клиницистов.

Оптимизация технологического процесса и простота использования

• Карусель на 28 образцов с возможностью непрерывной дозагрузки,

• Методические пособия и семинары для лабораторной службы и клиницистов.

• Одновременная обработка двух образцов,

• 20 тестов в час при анализе белковых фракций,

• 10 тестов в час при анализе Hb A1c,

• 2 теста в час при иммунотипировании,

• Возможность анализа единичных проб,

• Отсутствие ручной пробоподготовки,

• Автоматическое внесение антисывороток,

• Система защиты антисывороток от испарения и контаминации,

• Полностью прослеживаемая история образцов — от взятия пробы до формирования отчета (штрих-кодирование пробирок и штативов с образцами),

• Компактные размеры (44 x 41,5 x 58 см).

Безупречное программное обеспечение

Простоту, удобство и неисчерпаемые возможности программного обеспечения Phoresis уже оценило свыше 200 пользователей по всей России. Считывание штрих-кода, прокол крышки пробирки и отбор образца для анализа;

• Полная русификация,
• Неограниченная по объему база данных,
• Вывод на экран миграционных кривых в реальном времени,
• Широкие возможности редактирования и статистической обработки результатов,
• Функция наложения кривых (пациент/ контроль, пациент/пациент),
• Формирование и печать протоколов и отчетов,
• Двустороннее подключение к лабораторным системам,
• Удаленный доступ и мн. др.

Minicap — комбинация двух инструментов в одном

Многие лаборатории часто задаются вопросом: «Можно ли избежать установки нескольких дорогостоящих приборов «одного теста» и реализовать диагностические задачи, связанные с классическими ЭФ тестами и анализом гликогемоглобина Hb A1c, в одной системе без потери аналитической точности?» С системой Minicap это стало возможным!

Система Minicap и классические электрофоретические тесты:

Система Minicap и анализ гликированного гемоглобина Hb A1c

Гликированный гемоглобин Hb A1c — ключевой маркер степени компенсации углеводного обмена, применяющийся для диагностики, оценки качества лечения и риска развития отдаленных осложнений сахарного диабета.
Метод капиллярного электрофореза Sebia стандартизован и имеет сертификаты NGSP и IFCC, подтверждающие точность количественной оценки Hb A1c. Коэффициент вариации составляет менее 1%, что обеспечивает надежный мониторинг у пациентов с сахарным диабетом.

Измеряет то, что действительно должно быть измерено 

В соответствии с рекомендациями IFCC значение гликированного гемоглобина Hb A1c рассчитывается согласно формуле:

HbA1c = HbA1c / (HbA1c + HbA0)

Оценка уровня Hb A1c методом капиллярного электрофореза Sebia полностью соответствует расчетной формуле IFCC и исключает интерференцию вариантов и комплексов гемоглобина (S, C, D, E, лабильный Hb A1c, карбамилированный, ацетилированный, фетальный гемоглобин и др.), а также липидов, билирубина и других сопутствующих субстанций.

 Анализ Hb A1c на системе Minicap полностью автоматизирован и обеспечивает производительность 10 тестов в час.

Для реализации пробоподготовки на борту прибора разработан уникальный модуль MINICAP FLEX PIERCING , осуществляющий:

• Прокол крышки,

• Перемешивание непосредственно перед взятием образца, гарантирующее гомогенность и отсутствие градиента концентрации.

Модулем MINICAP FLEX PIERCING могут быть доукомплектованы как новые (2012 г. выпуска), так и старые версии прибора Minicap.

Технические характеристики  

* Тест будет доступен в IV квартале 2012 г.
** Только для методик «Hb A1c» и «Фракции гемоглобина»
*** Только для методики «Hb A1c»

Фирма: SEBIA (Франция)

Уп. : 1 шт.

Электрофорез. Гальванизация

Одними из распространенных физиотерапевтических процедур являются гальванизация и лекарственный электрофорез. Гальванизация — это воздействие на организм в лечебных целях постоянного тока низкого напряжения. В результате в тканях происходят сложные биохимические процессы, имеющие терапевтический эффект стимулируется лимфо- и кровообращение, улучшается обмен веществ, проявляется болеутоляющее действие.

Аппарат электротерапии ПОТОК-1 используется для профилактического и лечебного воздействия постоянным током на организм человека, а также для проведения лекарственного электрофореза. Особенностью методов гальванизации и электрофореза, применяемых в приборе ПОТОК-1, является большая лечебная эффективность, безболезненность процедур, возможность сочетания с другими методами лечебного воздействия. «Поток-1» — один из самых известных аппаратов гальванации и электрофореза в нашей стране. Качество работы на аппарате «Поток-1» оценили миллионы врачей.

Самой популярной формой гальванизации является лекарственный электрофорез, сочетающий в себе воздействие тока и вводимого с его помощью лекарственных препаратов.

Медицинский центр «Исида» проводит лечение грыж межпозвонковых дисков методом электрофореза с ферментным препаратом «Карипаин». Суть метода в том, что препарат вводится в ткани под воздействием постоянных токов, и именно благодаря этому достигается лучшее проникновение.

Методика лечения папаиносодержащими препаратами применяется в медицинской практике более 10 лет.

«Карипаин» — это ферментный препарат растительного происхождения, в его состав входят биологически активные вещества (папаин, лизоцим и др.), которые положительно влияют на коллагеновые хрящевые ткани. Из этих тканей состоят межпозвонковые диски и, соответственно, грыжа. В определенной концентрации «Карипаин», введенный методом электрофореза влияет на саму грыжу, она начинает постепенно уменьшаться, становится мягкой.

Этого бывает достаточно, чтобы освободить нервное окончание, которое она защемляет, и боли в позвоночнике постепенно проходят.

«Карипаин» также действует на весь межпозвонковый диск. Он становится более эластичным, «упругим», увеличивает высоту. Препарат усиливает регенерацию тканей диска, который восстанавливает свою нормальную форму и свою функцию амортизатора. Вводимый «Карипаин» воздействует на несколько соседних межпозвонковых дисков, восстанавливая целый отдел позвоночника.

Электрофорез по Вермелю

Среди современных методов электролечения электрофорез занимает особое место. Во время этой процедуры используется совместное воздействие медикаментов и постоянного электрического тока. Применение электрофореза выглядит следующим образом:

• специальная гидрофильная прокладка пропитывается лекарством;
• прокладка размещается на теле пациента в области требуемого воздействия;
• на неё накладываются электроды с соответствующим зарядом

Лекарственные вещества, растворяясь, диссоциируют на ионы (заряженные частицы). При попадании таких растворов в электрическое поле ионы приобретают способность к перемещению. Благодаря этому они проникают в ткани организма, оказывая терапевтическое действие.

Основным эффектом от использования постоянного электрического тока является активизация обменных процессов в клетках и кровообращения в тканях. Кроме того, вещество, используемое для электрофореза, поставляется в патологический очаг в виде ионов, что значительно упрощает его попадание в ткани. В результате воздействие лекарственного средства локализируется, что значительно снижает риск появления аллергических реакций. Другое важное преимущество электрофореза – это создание «депо» препарата в тканях после процедуры и постепенное его поступление в кровь на протяжении целых 15-20 суток.

Метод электрофореза (гальванизации) по Вермелю

В современной физиотерапии существует несколько основных разновидностей электрофореза. Одна из них – метод электрофореза по Вермелю, также именуемый общей гальванизацией. Его главной особенностью является расположение электродов:

• прокладку большего размера, пропитанную лекарственным средством, размещают между лопатками, накладывая сверху электрод, соединяемый с аппаратом для гальванизации;
• две гидрофильные прокладки меньшего размера, поверх которых также размещаются электроды, накладываются на область икроножных мышц.

Сила тока при электрофорезе по Вермелю составляет 3—10 мА. Продолжительность самой процедуры – 20-40 минут, при этом в курсе физиотерапии может быть до 20 сеансов.

Во время общей гальванизации в организме происходят следующие процессы:

• изменяется проницаемость белковых субстанций;
• усиливается процесс осмоса и диффузии;
• наблюдается общая интенсификация обмена веществ.

В результате использования упомянутого метода организм пациента воспринимает поставляемый через кожу препарат гораздо эффективнее. К этому добавляется терапевтическое воздействие самих электрических токов, способствующих процессам регенерации.

Курс электрофореза по Вермелю может назначаться взрослым и детям при следующих патологиях:

• нарушения обмена веществ;
• заболевания, связанные с нарушениями периферического кровообращения;
• ослабление иммунитета;
• неврозоподобные состояния;
• вегетативно-трофические нарушения.

По результатам многочисленных исследований, после курса электрофореза по Вермелю у пациента наблюдались следующие реакции:

• общее улучшение состояния здоровья и самочувствия;
• активизация жизненных сил, повышение работоспособности;
• активизация защитных функций организма;
• улучшение кровообращения;
• противовоспалительный эффект и т.д.

Несмотря на эффективность электрофореза, для этого физиотерапевтического метода существует ряд противопоказаний. В частности, общую гальванизацию не рекомендуется проводить при:

• нарушении целостности кожных покровов в области воздействия;
• непереносимости постоянного электрического тока;
• нарушениях кожной чувствительности;
• острых воспалительных процессах любой локализации;
• склонности к кровотечению;
• некоторых заболеваниях сердечно-сосудистой системы и т. д.

Перед прохождением курса электрофореза по Вермелю в обязательном порядке требуется консультация нашего физиотерапевта.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файлах cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

8.3: Электрофорез — Биология LibreTexts

Электрофорез использует электрическое поле, приложенное к гелевой матрице, для разделения больших молекул, таких как ДНК, РНК и белки, по заряду и размеру. Образцы загружаются в лунки гелевой матрицы, которая может разделять молекулы по размеру, и к гелю прикладывается электрическое поле. Это поле заставляет отрицательно заряженные молекулы двигаться к положительному электроду. Матрица геля сама по себе действует как сито, через которое самые маленькие молекулы проходят быстро, тогда как более длинные молекулы движутся медленнее.

Для ДНК и РНК сортировка молекул по размеру таким способом тривиальна из-за однородного отрицательного заряда на фосфатном скелете. Для белков, которые различаются по своему заряду, необходимо использовать хитрый трюк, чтобы заставить их имитировать нуклеиновые кислоты — см. Электрофорез в полиакриламидном геле (PAGE) ниже. У разных видов гелей разный размер пор. Как и сита с более мелкими или крупными ячейками, одни гели лучше справляются с разделением более мелких молекул, а другие — с более крупными.Гель-электрофорез можно использовать в качестве препаративного метода (то есть при очистке белков или нуклеиновых кислот), но чаще всего он используется как аналитический инструмент.

Электрофорез в агарозном геле

Электрофорез в агарозном геле — это метод, используемый для разделения нуклеиновых кислот в первую очередь по размеру. Агароза — это полисахарид, полученный из морских водорослей (рис. 8.11). Его можно растворить в буфере для кипения и вылить в поддон, где он остынет (рис. 8.12), образуя пластину. Гели агарозы наливают с помощью расчески, чтобы сделать лунки, в которые помещают образцы ДНК или РНК после затвердевания геля.Гель погружают в буфер, и через пластину пропускают ток. Двухцепочечная ДНК имеет однородный отрицательный заряд, который не зависит от состава последовательности молекулы. Следовательно, если фрагменты ДНК поместить в электрическое поле, они будут мигрировать от катода (-) к аноду (+). Скорость миграции напрямую зависит от способности каждой молекулы ДНК проникать через просеивающий гель. Матрица агарозы обеспечивает отверстия для движения макромолекул.Самым крупным макромолекулам труднее всего перемещаться по гелю, тогда как самые маленькие макромолекулы проходят через него быстрее всего.

Рисунок 8.11 — Структура полисахарида агарозы. Википедия

Поскольку при электрофорезе в качестве силы для перемещения молекул через матрицу используется электрический ток, разделяемые молекулы должны быть заряжены. Поскольку отношение размера к заряду для ДНК и РНК постоянно для всех размеров этих нуклеиновых кислот, молекулы просто сортируются на основе их размера — наименьшие перемещаются быстрее, а наибольшие — медленнее.

Все фрагменты заданного размера будут перемещаться по гелю на одинаковое расстояние, образуя так называемые «полосы» на геле. Визуализация фрагментов ДНК в геле стала возможной благодаря добавлению красителя, такого как бромид этидия, который интеркалирует между основаниями и флуоресцирует при просмотре в ультрафиолетовом свете (рис. 8.13). можно определить размеры фрагментов ДНК в образце. Полезно отметить, что по соглашению фрагменты ДНК описываются не их молекулярными массами (в отличие от белков), а их длиной в парах оснований (bp) или килобазах (kb).

Рисунок 8.12 — Разделение ДНК электрофорезом в агарозном геле — оранжевые полосы — это фрагменты ДНК. Википедия

Рисунок 8.13 — Полосы ДНК, визуализированные при окрашивании бромидом этидия. Википедия

Электрофорез в полиакриламидном геле (СТРАНИЦА)

Подобно ДНК и РНК, белки представляют собой большие макромолекулы, но, в отличие от нуклеиновых кислот, белки не обязательно заряжены отрицательно. Заряд каждого белка зависит от его уникальной аминокислотной последовательности.Таким образом, белки в смеси не обязательно будут все двигаться к аноду.

Кроме того, в то время как двухцепочечная ДНК имеет форму палочки, большинство белков глобулярны (свернуты). Кроме того, белки значительно меньше нуклеиновых кислот, поэтому отверстия в матрице агарозного геля просто слишком велики для эффективного разделения. Следовательно, неизмененные (нативные) белки не очень перспективны для электрофореза на агарозных гелях. Чтобы разделить белки по массе с помощью электрофореза, необходимо внести несколько модификаций.

Гелевая матрица

Во-первых, используется матрица, полученная путем полимеризации и сшивания акриламидных звеньев. Мономерный акриламид (рис. 8.14) полимеризуется, и полимеры сшиваются с использованием N, N’-метилен-бисакриламида (рис. 8.15) для создания сетчатой ​​структуры. Размер отверстий матрицы / сетки можно легко регулировать, изменяя процентное содержание акриламида в реакции. Более высокий процент акриламида дает меньшие отверстия и более эффективен для разделения более мелких молекул, тогда как более низкий процент акриламида используется при разделении смесей более крупных молекул.(Примечание: полиакриламидные гели также используются для разделения небольших фрагментов нуклеиновых кислот, при этом некоторые акриламидные гели способны разделять фрагменты ДНК, длина которых различается всего на один нуклеотид.)

Рисунок 8.14 — Акриламидный мономер. Википедия

Рис. 8.15 — N, N’-Метиленбисакриламид — сшивающий агент акриламид. Википедия

Изменение заряда по SDS

Второе соображение заключается в том, что белки должны быть физически изменены, чтобы «представить» себя матрице, как отрицательно заряженные стержни ДНК.Это достигается обработкой белков анионным детергентом, SDS (додецилсульфатом натрия). SDS денатурирует белки, поэтому они принимают стержнеобразную форму, а молекулы SDS покрывают белки таким образом, что внешняя поверхность загружается отрицательными зарядами, маскируя исходные заряды на белках и делая заряд на белках более пропорциональным их массе. как основа ДНК.

Поскольку белки обычно имеют дисульфидные связи, которые не позволяют им полностью разворачиваться в детергенте, образцы кипятят с меркаптоэтанолом, чтобы разорвать дисульфидные связи и гарантировать, что белки имеют как можно более стержневидную форму в SDS.Такие реагенты, как меркаптоэтанол (а также дитиотреитол), представляют собой сульфгидрилсодержащие реагенты, которые окисляются, поскольку они восстанавливают дисульфидные связи в других молекулах (см. Рис. 8.16)

Рисунок 8.16 — Восстановление дисульфидных связей дитиотреитолом. Википедия

Гель для укладки

Третье соображение заключается в том, что «укладывающийся гель» можно использовать в верхней части полиакриламидного геля, чтобы обеспечить способ сжатия образцов в плотную полосу до того, как они попадут в основной полиакриламидный гель (называемый разделяющим гелем).Подобно тому, как фрагменты ДНК при электрофорезе в агарозном геле сортируются по размеру (наибольшее движение — самое медленное, а наименьшее — самое быстрое), белки мигрируют через матрицу геля со скоростями, обратно пропорциональными их размеру. По завершении электрофореза белки можно визуализировать путем окрашивания соединениями, которые связываются с белками, такими как кумасси бриллиантовый синий (рис. 8.17) или нитрат серебра.

Рис. 8.17. Два геля для SDS-PAGE. Белки представляют собой синие полосы (окрашенные кумасси синим).Википедия

Неденатурирующий гель-электрофорез

Метод SDS_PAGE, описанный выше, является наиболее распространенным методом, используемым для электрофоретического разделения белков. Однако в некоторых ситуациях белки могут быть разделены на так называемых «нативных» гелях в отсутствие SDS. В этих условиях на движение белков через гель будет влиять не только их масса, но и их заряд при рН геля. Белки в комплексе с другими молекулами могут перемещаться как единое целое, что позволяет изолировать связывающие партнеры интересующих белков.

Изоэлектрическая фокусировка

Белки значительно различаются по своему заряду и, следовательно, по значению pI (pH, при котором их заряд равен нулю). Это можно использовать для разделения белков в смеси. Разделение белков с помощью изоэлектрического фокусирования требует установления градиента pH в пробирке, содержащей матрицу акриламидного геля. Размер пор геля регулируется на большой, чтобы уменьшить эффект просеивания в зависимости от размера. Подлежащие разделению молекулы наносят на гель, содержащий градиент pH, и прикладывают электрическое поле.В этих условиях белки будут двигаться в соответствии со своим зарядом.

Положительно заряженные молекулы, например, движутся к отрицательному электроду, но поскольку они движутся через градиент pH, проходя через него, они достигают области, где их заряд равен нулю, и в этот момент они перестают двигаться. В этой точке они не притягиваются ни к положительному, ни к отрицательному электроду и, таким образом, «сфокусированы» на своем pI (рис. 8.18). Используя изоэлектрическое фокусирование, можно разделить белки, значения pI которых отличаются всего на 0.01 шт.

Рисунок 8.18 — Изоэлектрическая фокусировка: A. В начале цикла; Б. в конце пробега

Гель-электрофорез 2D

И SDS-PAGE, и изоэлектрическая фокусировка являются мощными методами, но умная комбинация этих двух является мощным инструментом протеомики — науки об одновременном изучении всех белков клетки / ткани. При 2-мерном гель-электрофорезе сначала готовят лизат из представляющих интерес клеток. Белки в лизате разделяются сначала по их pI посредством изоэлектрического фокусирования, а затем по размеру с помощью SDS-PAGE.

Рисунок 8.19 — Схема для выполнения 2-D гель-анализа. Изображение Алейи Ким

Смесь белков сначала наносится на пробирку или полоску (рис. 8.19, этап 1), где выполняется изоэлектрическое фокусирование для разделения белков по их значениям pI (этап 2). Затем, как показано на рисунке, гель, содержащий белки, разделенные их pI, переворачивают на бок и наносят на верхнюю часть полиакриламидной пластины для SDS-PAGE для разделения в зависимости от размера (этап 3).Белки в матрице изоэлектрической фокусировки подвергаются электрофорезу в полиакриламидном геле и разделяются по размеру. Продукт этого анализа представляет собой двумерный гель, как показано на рисунке 8.20. Сила двумерного гель-электрофореза заключается в том, что практически каждый белок в клетке может быть отделен и появится на геле в виде пятна, определяемого его уникальным размером и размером. число Пи. На рисунке точки в левом верхнем углу соответствуют большим положительно заряженным белкам, а точки в правом нижнем углу — небольшим отрицательно заряженным.Каждое пятно на 2-мерном геле можно элюировать и идентифицировать с помощью высокопроизводительной масс-спектрометрии. Это особенно эффективно, когда сравнивают профили белков между разными тканями или между контрольными и обработанными образцами одной и той же ткани.

Рисунок 8.20 — Результат разделения 2-D гель-электрофорезом. Википедия

Сравнение белковых профилей

Сравнение двухмерных гелей белков из незлокачественной ткани и белков из раковой ткани того же типа обеспечивает быструю идентификацию белков, уровень экспрессии которых различается между ними.Подобная информация может быть полезна при разработке методов лечения или для понимания механизма (механизмов) развития рака.

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, то приступим!

Основные виды 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 цикл. 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 обычный 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, так как 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. очень 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, поскольку 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 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 ИЭФ включают простоту процедуры (т.е. размещение пробы не важно, поскольку белок всегда будет находиться 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 приложения электрического тока, который постоянно меняет направление, на гелевую матрицу.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), и 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 при втором электрофорезе, существует большая вероятность того, что вы получите больше информации из своего образца.
Двумерный электрофорез является узкоспециализированным и широко используется в исследованиях протеомики и генетики. Хотя он может анализировать тысячи белков за один запуск, этот метод требует значительного количества исходного образца, имеет ограниченную воспроизводимость и низкую производительность. Кроме того, этот метод работает только с биомолекулами среднего и большого размера и не дает точных измерений.

Понимание электрофореза белков: методы и приложения

Вопрос:

Какие методы используются для электрофореза белков?

Говорит белковый человек:

Белковый электрофорез — широко используемый метод в протеомике, целью которого является разделение отдельных белковых компонентов в образце на основе их физических свойств.Этот метод облегчает разделение различных типов белков за счет пропускания электрического тока через полиакриламидную гелевую матрицу. Как и следовало ожидать, заряженные белковые частицы будут мигрировать через матрицу, что позволяет точно определять отдельные белковые компоненты, присутствующие в образце.

Существует ряд методов, с помощью которых белковые компоненты могут быть разделены и обнаружены с помощью электрофореза. Это включает нативный или неденатурирующий PAGE, SDS-PAGE, трис-трицин, бис-трис, изоэлектрическое фокусирование (IEF) и зимографию.

Методы и применение электрофореза белков

НАТУРАЛЬНАЯ СТРАНИЦА. Этот метод был разработан Орнштейном и Дэвисом в 1964 году для разделения белков на основе их массы и нативного заряда при сохранении их конформации нативных белков и биологической активности. Хотя этот метод эффективно разделяет белковые компоненты в их естественном состоянии, он часто приводит к непредсказуемым схемам разделения, которые могут повлиять на результат вашего исследования.

SDS-PAGE. SDS-PAGE — это наиболее часто используемый метод разделения белковых компонентов по массе. Этот метод был разработан профессором Ульрихом Лэмлли в 1970 году для преодоления очевидных ограничений собственной техники PAGE. Он использует додецилсульфат натрия (SDS) для денатурирования белковых компонентов в образце. SDS также функционирует, чтобы формировать нековалентную связь с белковыми компонентами, чтобы передать общий отрицательный заряд и изменить его сложную третичную форму, чтобы создать длинную стержнеобразную конформацию.Это позволяет белкам перемещаться через гелевую матрицу в зависимости от ее размера и упрощает определение молекулярной массы.

Трис Трисин. Этот метод электрофореза чаще всего используется для разделения небольших белков и пептидов с молекулярной массой менее 10 кДа. Доступные буферы включают буфер для образцов трицина, трис-трицин и трис-трицин-SDS.

Bis Tris. Вы должны использовать этот метод, если вы разделяете белки малого и среднего размера в денатурирующих условиях.В этом конкретном методе различные диапазоны разделения могут быть достигнуты с помощью рабочих буферов MES SDS или MOPS / SDS.

Изоэлектрическая фокусировка (IEF). IEF лучше всего использовать для разделения белков на основе различий в их изоэлектрических точках. Хотя этот метод вполне можно использовать независимо, он обычно используется в качестве первого измерения 2D-страницы.

Зимография. Этот метод в основном основан на SDS-PAGE и включает использование ферментного субстрата, сополимеризованного с полиакриламидным гелем, для облегчения точного определения активности фермента.В этом методе образцы готовятся в буфере для образцов зимограммы без кипячения или использования восстанавливающего буфера для сохранения нативной структуры и активности фермента. Затем SDS промывают буфером Zymogram Renature Buffer после электрофореза, инкубируют в подходящем проявляющем буфере и окрашивают амидо-черным или кумасси бриллиантовым синим для получения четких полос на темном фоне. Эти полосы представляют собой области пищеварения.

Гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE) | Методы PulseNet | PulseNet

Что такое PFGE?

Гель-электрофорез в импульсном поле (PFGE) — это лабораторный метод, используемый учеными для получения отпечатков пальцев ДНК бактериального изолята.Бактериальный изолят — это группа бактерий одного типа. PulseNet исследует изоляты бактерий от больных людей, зараженных продуктов и мест, где они производятся.

Использует ли PulseNet другие методы снятия отпечатков пальцев?

PFGE — это текущий «золотой стандарт» метод снятия отпечатков пальцев, используемый в PulseNet. Однако PulseNet переходит на использование полногеномного секвенирования (WGS). Для некоторых организмов PulseNet также использует анализ тандемных повторов с несколькими локусами переменных (MLVA), чтобы помочь в расследовании вспышек.

Как работает PFGE?

1. Ученый берет бактериальные клетки с чашки с агаром.
2. Ученый смешивает бактериальные клетки с расплавленной агарозой и выливает их в форму для пробок.
3. Бактериальные клетки вскрываются с помощью биохимических веществ или лизируются, так что ДНК остается свободной в пробках агарозы.
4. Ученый загружает желатиновую пробку ДНК в гель и помещает ее в электрическое поле, которое разделяет фрагменты ДНК в соответствии с их размером.
5. Гель окрашен, так что ДНК можно увидеть в ультрафиолетовом (УФ) свете.Цифровая камера делает снимок геля и сохраняет изображение в компьютере.

Фрагменты ДНК производят отпечаток ДНК с определенным рисунком. На рисунке показан пример геля агарозы, где каждая полоса представляет собой отпечаток ДНК или узор. PFGE отличается от обычного электрофореза ДНК, потому что PFGE может разделять очень большие фрагменты для создания отпечатка пальца путем постоянного изменения направления электрического поля.

После создания отпечатка ДНК лаборатория общественного здравоохранения анализирует образец отпечатка пальца с помощью программы, известной как BioNumerics *.После анализа лаборатория загружает свой образец в национальную базу данных, где менеджеры базы данных PulseNet Central исследуют образец, чтобы определить, является ли он причиной вспышки или является частью продолжающейся вспышки. Если это так, эти менеджеры баз данных будут работать с микробиологами и эпидемиологами общественного здравоохранения для дальнейшего расследования вспышки.

Преимущества PFGE

• Высокое соответствие с эпидемиологической зависимостью
• Может применяться в качестве универсального универсального метода определения подтипов для многих различных бактерий с выбором только рестрикционного фермента и условий электрофореза, оптимизированных для каждого вида
• Стабильные и воспроизводимые образцы рестрикции ДНК
• Более разборчивый, чем такие методы, как риботипирование или множественное типирование последовательностей, внешний значок для многих бактерий

Начало страницы

Ограничения PFGE

• Трудоемко
• Не делает различий между ВСЕМИ неродственными изолятами
• Модели рестрикции ДНК могут незначительно отличаться в зависимости от технических специалистов
• Невозможно оптимизировать разделение всех частей геля одновременно
• Полосы одинакового размера могут не принадлежать одной и той же части хромосомы
• Изменение в одном сайте ограничения может привести к более чем одному изменению диапазона
• «Родство» следует использовать как ориентир, а не как истинную филогенетическую меру
• Некоторые штаммы не могут быть типированы PFGE
• Не дифференцирует изоляты в той степени, которая может быть достигнута с помощью полногеномного секвенирования (WGS).

* Упоминание или изображение любой компании или продукта не означает их одобрение со стороны CDC или HHS.

Начало страницы

Список применений электрофореза

Роль электричества в биологических процессах так же важна, как и его роль в технологии, и она используется в научных целях множеством тонких и интересных способов. Одним из широко используемых в биохимии методов является электрофорез, использование электрического тока для манипулирования белковыми молекулами в различных биомедицинских исследованиях, диагностических и производственных целях.

Как работает процесс

Органические молекулы часто имеют положительный или отрицательный заряд, который заставляет их реагировать на электрический ток.Молекулы с положительным зарядом мигрируют к отрицательному полюсу поля, а молекулы с отрицательным зарядом — к положительному полюсу. Молекулы с большим зарядом имеют тенденцию двигаться быстрее и двигаться дальше, пока действует заряд. Однако они также будут замедляться трением, которое, в свою очередь, зависит как от размера и формы молекулы, так и от среды, используемой для теста. Управляя электрическим током и трением, обеспечиваемым тестовой средой, исследователи могут создавать условия, при которых биомолекулы эффективно разделяются, чтобы их можно было изолировать и изучить.Это также позволяет исследователям определять различия между молекулами, наблюдая, насколько на них влияет ток. Это полезный инструмент с рядом экспериментальных и биомедицинских приложений, но некоторые из них особенно примечательны.

Анализ ДНК

Одно из основных применений электрофореза — идентификация и исследование ДНК и фрагментов ДНК. ДНК отличается постоянством своего отрицательного заряда, что означает, что электрический ток прикладывает примерно одинаковую силу к любой части ДНК.Под этим давлением большие и меньшие фрагменты ДНК начинают разделяться, потому что на них по-разному влияет трение с тестовой средой. Среда, обычно агарозный гель или акриламидный гель, «замораживает» разделенные сегменты на месте при снятии тока, что позволяет исследовать их с высоким разрешением. В гель часто добавляют красители, такие как бромистый этидий, чтобы облегчить просмотр и интерпретацию результатов.

Взаимодействие белков и антител

Другой распространенной формой электрофореза является иммуноэлектрофорез, который анализирует присутствие и поведение определенных белков.Многие медицинские условия, включая рассеянный склероз, заболевания почек и некоторые виды рака, приводят к образованию аномальных белковых молекул. Их можно обнаружить, выполнив электрофорез образцов мочи или крови и наблюдая за любыми отклонениями от нормального количества и типов белка. Иммуноэлектрофорез также можно использовать для обнаружения специфических белков, называемых иммуноглобулинами, которые действуют как антитела. Они являются частью иммунной системы организма и атакуют чужеродные белки, такие как вирусы или аллергены.Анализ этих антител может помочь определить новые методы лечения этих захватчиков, а также дает представление о таких состояниях, как аллергия и аутоиммунные расстройства, которые могут возникать в результате неправильной работы антител.

Тестирование антибиотиков

Электрофорез играет несколько ролей в тестировании антибиотиков. Один из наиболее распространенных — это проверка чистоты антибиотика. Применяя электрофорез к раствору, содержащему антибиотик, в виде бумажной полоски, пропитанной антибиотиком, или капилляра — очень тонкой трубки, заполненной раствором, исследователи могут отличить сам антибиотик от любых примесей.Они также могут определить концентрацию антибиотика, что крайне важно для точного дозирования. Исследования антибиотиков простираются до области генетического тестирования, выявляя гены, которые могут указывать на устойчивость к определенным антибиотикам.

Тестирование вакцин

Как и в случае с антибиотиками, электрофорез полезен как при создании, так и при производстве вакцин. Цель вакцины — помочь организму вырабатывать антитела к потенциально опасному патогену, а электрофорез является полезным методом обнаружения этих антител.Исследователи могут использовать эту технику для сравнения эффекта вакцины или нескольких версий вакцины на большом количестве испытуемых или других переменных. После того, как вакцина запущена в производство, электрофорез также обеспечивает быстрый и эффективный способ проверки производственных партий на согласованность и чистоту.

Электрофорез — OpenWetWare

CHEM-ENG 535: Микрофлюидный и микромасштабный анализ в материалах и биологии

Фон

Рисунок 1: Типичная установка, используемая для электрофореза.Источник питания подключается к анодному и катодному концам, которые в электрофоретических системах лежат напротив друг друга. Установленный в системе градиент заряда приводит к разделению образцов.

Электрофорез — это биохимический метод разделения соединений с помощью электрического тока. Ток идет от источника питания и проходит от анодного конца электрофоретического устройства к катодному концу (рис. 1). Градиент заряда в системе распространяется в соответствии с зарядом образцов.Например, сахарный остов ДНК обладает отрицательным зарядом, поэтому макромолекула отталкивается отрицательным зарядом анодного конца и притягивается к положительному заряду катодного конца. Скорость (и расстояние), которое соединение перемещается по своей среде, зависит от электрофоретической подвижности соединения, что представлено следующим образом:

[математика] \ displaystyle {
\ mu = \ frac {Q} {6 \ pi r \ eta}
} [/ математика]

μ = электрофоретическая подвижность

Q = чистая плата

r = ионный радиус растворенного вещества

η = средняя вязкость

Мотивации

Электрофорез — это универсальный метод, позволяющий разделять различные молекулы на основе селективных характеристик, таких как суммарный заряд, молекулярная масса, изоэлектрическая точка (т.е. pH, при котором молекула имеет нейтральный заряд), и форму. Были разработаны различные электрофоретические системы и методы, специализирующиеся на разделении соединений на основе этих различных характеристик. Множественные электрофоретические анализы также можно использовать для одного образца (см. Многомерный анализ ), обеспечивая высокую специфичность анализа образцов. Образцы биомаркинга часто используются для визуализации различных аналитов. Электрофорез — ценный инструмент микрофлюидики из-за разнообразия способов разделения и методов, которые он может выполнять.

Вызовы

Рисунок 2: «Улыбающиеся» полосы, возникающие в результате неравномерного распределения тепла.

Поскольку электрофорез обычно применяется к живому веществу, основным ограничением метода является загрязнение. Загрязнение геля или химических веществ (например, буфера), используемых в электрофоретическом эксперименте, может привести к загрязнению органического образца и, таким образом, ухудшить результаты ^[1] . Чтобы преодолеть это ограничение, обязательно, чтобы электрофорез проводился в стерильных лабораторных условиях для получения оптимальных результатов.По сравнению с другими методами микрофлюидного разделения, электрофорез представляет собой более трудоемкий процесс разделения, поэтому рабочий образец может разлагаться через длительные периоды времени.

Другая проблема электрофореза — регулирование тепла, выделяемого электрическим током. Избыточное тепло может повредить среду (например, расплавить гель) или вызвать нежелательную денатурацию образца ^[2] . Неравномерное распределение тепла может исказить форму полос и вызвать изогнутые, «улыбающиеся» полосы (рис. 2).

Электрофоретические методы

Развитие методов электрофоретики привело к развитию специализации электрофореза: гель-электрофорез, капиллярный электрофорез (подробнее о капиллярном гель-электрофорезе ) и электрофорез в свободном потоке (FFE).

Гель-электрофорез

Рисунок 3: Анимация, показывающая изменение формирования полос во времени. С течением времени образцы меньшего размера движутся быстрее к катодному концу и перемещаются на большее расстояние.Образцы большего размера проходят через гель короче, потому что они движутся медленнее.
Рисунок 4: Вестерн-блоттинг использует SDS-PAGE для разделения белков. Разделение белков между разными организмами может показать сходство существующих белков между видами.
Рисунок 5: Система капиллярного электрофореза. Образцы разделяют на основании электрофоретической подвижности.

Соединения можно пропустить через гелевую среду (например, полиакриламид, агарозу) при электрофорезе для анализа. Электрофорез в полиакриламидном геле (PAGE) — это распространенный метод разделения, используемый при анализе нуклеиновых кислот и белков в геле.В этом методе разделения используются полиакриламидные гели, потому что их легко изготовить, они пористые и не реагируют с белками (то есть не будут реагировать с образцами). Гели можно запускать горизонтально (агароза) или вертикально (полиакриламид).

Электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE) — это метод, используемый для денатурирования белков и сортировки полипептидов по молекулярной массе ^[3] . Загрузочный буфер, используемый в SDS-PAGE, содержит восстанавливающий агент (например,β-меркаптоэтанол) и сильное детергент (сам SDS). Восстановитель облегчает разрыв ковалентных связей (например, дисульфидных мостиков) и устраняет третичную структуру белков. В качестве детергента SDS разрывает нековалентные связи и устанавливает равномерный общий отрицательный заряд в белках, эффективно устраняя несоответствия в зарядах между различными полипептидами. Установление чистого отрицательного заряда сортирует полипептиды через гель исключительно в зависимости от их размера (рис. 3). Меньшие полипептиды будут двигаться дальше вниз по гелю, потому что они испытывают меньшее трение и легче могут проходить через пористый акриламидный гель, тогда как более крупные полипептиды испытывают большее трение при прохождении через гель ^[4] .SDS-PAGE особенно полезен при анализе полипептидов и выделении белков на основе молекулярной массы (рис. 4).

Native PAGE — это еще одна процедура гель-электрофореза, с помощью которой можно сортировать образцы через гель. Однако SDS отсутствует в нативных гелях, что означает, что белки не денатурируются, а вместо этого анализируются в их исходном состоянии, сортируя белки на основе как чистого заряда, так и молекулярной массы. Нативные гели полезны для анализа аминокислотного состава белков и выделения ферментов.

Рисунок 6: Система электрофореза в свободном потоке. Образец вводится в единственную точку входа, и электрический ток проходит перпендикулярно образцу, чтобы разделить его на отдельные потоки.

Капиллярный электрофорез

Капиллярный электрофорез (КЭ) — это метод разделения, при котором образец пропускается через тонкий капилляр (рис. 5). Образцы разделяют на основании электрофоретической подвижности. Теплопередача внутри капилляров способствует увеличению скорости анализа и более эффективному разделению ^[5] .В отличие от гель-электрофореза, капилляры можно использовать повторно для будущих анализов. CE полезен для анализа фрагментов ДНК и разделения белков.

Электрофорез в свободном потоке

При электрофорезе в свободном потоке (FFE) образец вводится в одну лунку в виде потока, управляемого давлением. Электрический ток течет перпендикулярно потоку, вызывая образование нескольких потоков, разделенных электрофоретической подвижностью (Рисунок 6). Миниатюризация FFE повысила эффективность, позволяя анализировать образцы в небольших объемах ^[6] .

Инновации

Миниатюризация

Миниатюризация электрофоретических методов была разработана для повышения эффективности: максимизация производительности при минимизации площади. Эти нововведения позволяют проводить эксперименты одновременно, а также сокращают время и затраты, необходимые для проведения этих экспериментов ^[7] . Особенностью миниатюризации электрофореза является включение разделительных каналов, которые работают для повышения эффективности каналов.

Полимеры, такие как полидиметилсилоксан (ПДМС) и поли (метилметакрилат) (ПММА), используются в современных электрофоретических системах, поскольку их легко производить и они более прочны, чем стекло.ПММА особенно используется в гель-электрофорезе, поскольку он не реагирует с полиакриламидными гелями. При электрофорезе при изготовлении геля учитываются различные материалы. Например, агарозный гель используется для крупномасштабного анализа макромолекул, особенно более крупных фрагментов ДНК ^[8] . Полиакриламид имеет более высокое разрешение, чем гели агарозы, для анализа небольших образцов, таких как анализ отдельных цепей ДНК или белка. Поры в PAGE меньше и позволяют лучше различать и разделять образцы, имея универсальность в микромасштабе.

Рисунок 7: Двумерный анализ образца белка. Изоэлектрическая фокусировка сначала разделяет образец в соответствии с их уникальными изоэлектрическими точками. Затем эти разделения проводят с использованием SDS-PAGE для разделения полипептидов с аналогичными изоэлектрическими точками на основе молекулярной массы.

Многомерный анализ

Множественные анализы для одного образца могут анализировать от 2 до 4 различных характеристик и повышать эффективность теста ^[9] . В многомерном анализе используется анализ различных свойств образца, таких как сочетание изоэлектрической фокусировки и SDS-PAGE ^{[9], [10]} .Изоэлектрическая фокусировка образца проводится горизонтально и разделяет белки на основе их изоэлектрических точек (приблизительный pH, когда образцы имеют чистый нейтральный заряд), создавая лестницу образцов на основе градиента pH. После этого SDS-PAGE использует тот же гель и запускает его в вертикальном направлении, дополнительно разделяя и различая белки с похожими изоэлектрическими точками по размеру. В многомерном анализе используются различные характеристики образцов (заряд, размер и т. Д.) Для всестороннего разделения и различения образцов (рисунок 7).

Приложения

Анализ нуклеиновых кислот и белков

Электрофорез находит широкое применение при анализе ДНК, РНК и белков ^[11] . Электрофорез особенно полезен при генетическом секвенировании, когда разные образцы тканей от разных организмов сравниваются, чтобы найти соответствующие сходства белков или генов. Сортировка образцов по молекулярной массе помогает разделить фрагменты нуклеиновой кислоты и белковые полимеры для исследования.

Медицинские исследования

Электрофорез — важный инструмент в аптеке; Разработка и очистка вакцины основаны на электрофорезе для исследования содержимого вакцины ^[12] .Антибиотики анализируются с помощью электрофореза для проверки наличия остатков и примесей ^{[13], [14]} . Обнаружение аналитов в лекарствах помогает максимизировать эффективность и индивидуализировать лечение пациентов, использующих лекарственную терапию.

Мониторинг окружающей среды

Химический состав почвы в экосистемах отражает общее состояние экосистемы. Проведение электрофореза почвы позволяет обнаружить вредные химические вещества (например, аллелохимические), которые могут нанести вред окружающей среде ^[15] .Электрофорез ДНК микробной популяции также может отражаться на условиях окружающей среды. Регулярный мониторинг состояния окружающей среды позволяет выявить изменения и закономерности в экосистеме.

Список литературы

[1] C. C. Chéry, L. Moens, R. Cornelis и F. Vanhaecke, Pure Appl. Chem. , 2006, 78 , 91–103. DOI: http://dx.doi.org/10.1351/pac200678010091

[2] Р. Вестермайер, Руководство по теории и практике , 1993, стр 210-212. DOI: http: // dx.doi.org/10.1038/npg.els.0005335

[3] К. Вебер и М. Осборн, J. Biol. Chem. , 1969, 244 , 4406-4412. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0003-2697(78)

-6

[4] Дж. И. Вон, Р. Дж. Мигер и А. Е. Баррон, Электрофорез , 2005, 26 , 2138–2148. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.200410042

[5] Дж. Йоргенсон и К. Лукач, Science , 1983, 222 , 266–272. DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.6623076

[6] R. T. Turgeon и M. T. Bowser, Anal. Биоанал. Chem. , 2009, 394 , 187–198. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00216-009-2656-5

[7] A. J. Pfeiffer, T. Mukherjee и S. Hauan, Ind. Eng. Chem. Res. , 2004, 43 , 3539–3553. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/ie034071t

[8] I. Day and S. Humphries, Anal. Biochem. , 1994, 222 , 389–395. DOI: http://dx.doi.org/10.1006/abio.1994.1507

[9] S. Tia и A. E. Herr, Lab. Чип , 2009, 9 , 2524–2536. DOI: http://dx.doi.org/10.1039/b

3b

[10] Y. Li, J. S. Buch, F. Rosenberger, D. L. DeVoe и C. S. Lee, Anal. Chem. , 2004, 76 , 742–748. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/ac034765b

[11] E. Southern, J. Mol. Биол. , 1975, 98, , 503-517. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0022-2836(75)80083-0

[12] W. Hurni и W.Miller, J. Chromatogr. , 1991, 559 , 337–343. DOI: http://dx.doi.org/10.1006/abio.1994.1507

[13] C. L. Flurer, Electrophoresis , 1997, 18 , 2427–2437.