Elektrophorese – Was ist das? Eine Definition

Die Elektrophorese ist eine Technik zur Trennung von elektrisch geladenen Partikeln. Dafür wandern diese Moleküle unter Einwirkung eines elektrischen Feldes durch ein Trägermedium. Abhängig von den Eigenschaften des Moleküls (beispielsweise der Größe und Form oder der elektrischen Ladung) und des gewählten Trägermediums wandern verschiedene Moleküle mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Auf diese Weise legen sie während der Durchführung der Elektrophorese unterschiedliche Strecken zurück, wodurch verschiedene Ionen getrennt und lokalisiert werden können.

Wozu dient die Elektrophorese?

Die Elektrophorese wird u. a. in der Biologie zur Trennung und Identifizierung von Proteinen aus Blut oder in der Chemie zur Reinigung löslicher Moleküle eingesetzt. Die Serumelektrophorese ist eine Blutuntersuchung, die häufig bei Verdacht auf ein Entzündungssyndrom, Autoimmunerkrankungen, Leber- oder Nierenprobleme angewandt wird. Es dient zur Messung des Gehalts an fünf Proteinfraktionen: Albumin, Alpha-1-Globulin, Alpha-2-Globulin, Beta-Globulin 1 und 2 sowie Gamma-Globulin.

Protokoll der Elektrophorese

Es gibt viele verschiedene Protokolle für die Elektrophorese. Sie kann in einem dünnen U-förmigen Rohr durchgeführt werden (Freivenenelektrophorese), was jedoch keine sehr genauen Ergebnisse liefert. In den meisten Fällen wird ein Trägermaterial verwendet, um die Wanderung der Moleküle zu lenken und zu verlangsamen, damit sie besser getrennt werden können. Die gebräuchlichsten sind Papier, Celluloseacetat, Agarose- und Polyacrylamidgele.

Die Wahl des Trägermaterials hängt von der Art der zu identifizierenden Moleküle ab. Sehr kleine Moleküle, die sich in einem Gel mit zu großen Poren bewegen, werden z. B. nicht ausreichend verlangsamt und daher schlecht identifiziert. Umgekehrt werden große Moleküle in einem zu feinen Netz vollständig blockiert. Im Allgemeinen wird Agarose für große Moleküle verwendet, z. B. zur Trennung von DNA und RNA. Acrylamid und Bisacrylamid bilden wesentlich feinere Netze; sie eignen sich daher zur Trennung von Molekülen wie Proteinen, die ein geringeres Molekulargewicht haben.

Elektrophorese unter denaturierenden Bedingungen

Um die Interpretation der Ergebnisse insbesondere bei Proteinen zu vereinfachen, wird häufig die Elektrophorese unter denaturierenden Bedingungen angewandt. Dafür wird ein Denaturierungsmittel hinzugefügt, damit alle Moleküle die gleiche Konfigutation (Entrollung) und die gleiche Ladung annehmen. Die Trennung erfolgt dann ausschließlich auf der Grundlage des Molekulargewichts. Die gängigste Technik heißt SDS-PAGE (für Poly-Acrylamid-Gel-Elektrophorese).

Urhebender Autor: Céline Deluzarche