主な違い - キャピラリー電気泳動とゲル電気泳動の比較

電気泳動は、粒子の電荷、粒子径、粒子形状に基づき生体分子を分離する技術である。このような分子の移動は電気泳動移動度と呼ばれ、使用するポリマー/ゲルの種類、孔径、供給する電圧、実行時間、表面/体積比に依存する。電気泳動法には、使用する生体分子の種類によって様々な種類があります。最初に発明された電気泳動法は、生体分子を分離する媒体としてニトロセルロース紙を用いたペーパー電気泳動法である。その後、細孔径の異なるゲルを用いて生体分子を分離するゲル電気泳動の原理が発明された。ゲル電気泳動法には、さらに精度を高めるための改良が加えられており、そのひとつがキャピラリー電気泳動法である。キャピラリー電気泳動とゲル電気泳動の大きな違いは、ゲル電気泳動が標準的な孔径のポリマーゲルを用いて垂直または水平面で行われるのに対し、キャピラリー電気泳動はポリマー液体またはゲルを用いて毛細管内で行われる点である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ゲル電気泳動とは 3. キャピラリー電気泳動とは 4. キャピラリー電気泳動とゲル電気泳動の類似点 5. 横並び比較 - 表形式でのキャピラリー電気泳動とゲル電気泳動 6. 総括

ゲル電気泳動は何ですか？

ゲル電気泳動は、核酸、タンパク質、アミノ酸を、電荷、サイズ、形状に基づいて分離する技術である。高分子物質である物理ゲルを分離媒体とする技術です。ゲルとしては、アガロース（核酸の分離）、ポリアクリルアミド（タンパク質の分離）などがよく使われている。ゲル電気泳動装置は、ゲルを準備するゲル充填トレイ、ウェルを準備するキャスティングコーム、バッファータンク、正極（アノード）・負極（カソード）電極、電圧供給ユニットで構成されています。DNAやRNAのような負電荷の分子は正極から負極へ、正電荷の分子はその逆へと移動する。ゲルの調製は必要に応じて行う。高分解能や単離した分子を必要とする場合は、ポアサイズが小さく、高濃度のゲルを準備する必要があります。ゲルマトリックス上に分離された分子は、染色技術により観察される。分離された分子は、ゲルマトリックス上にバンドとして現れる。

図01：ゲル電気泳動

ゲル電気泳動は、特定のDNA/RN**セグメントやタンパク質の存在を判定するDNAフィンガープリントなどの分子診断に使用されています。ゲル電気泳動は、抽出された生体分子サンプルの純度を測定することもできます。ゲル電気泳動は、インおよびハイブリダイゼーションの前段階として、またシークエンス後のバリデーション解析として使用されます。

キャピラリー電気泳動は何ですか？

キャピラリー電気泳動法は、ゲル電気泳動法を改良したもので、電荷を利用して分子サイズを分離する原理は同じだが、キャピラリー管内にゲル物質または液体ポリマーを入れて使用するものである。キャピラリーは溶融シリカ製で、内径50～100μm、長さ25～100cm。 高分子材料を含むキャピラリーに試料を注入すると、従来のゲル電気泳動よりもはるかに高速に分離される。キャピラリーシステムは、絶縁シースで保護されており、試料を汚染から守ります。キャピラリーには、ヒドロキシエチルセルロースなどの液体ポリマーや、ポリアクリルアミドなどの高分解能ゲルを充填することができる。キャピラリー電気泳動は、分解能が高いため、より正確な分離が可能です。分光分析によるキャピラリー電気泳動は、自動検出システムを採用しています。これは、体積に対する表面積の比率が高いためです。

図02：キャピラリー電気泳動法

キャピラリー電気泳動は、より高い精度が求められる科学捜査などの場面で使用されるが、高価な技術であるため、一般的には使用されない。

キャピラリー電気泳動とゲル電気泳動の共通点

• どちらの手法でも、分子の電荷と大きさを基準に分離している。
• どちらの手法も核酸やタンパク質の単離に用いることができる。
• サンプルサイズは両手法とも同じです。
• どちらの手法も分離を容易にするためにバッファーを使用します。

キャピラリー電気泳動とゲル電気泳動の違い

概要 - キャピラリー電気泳動 vs. ゲル電気泳動

分子診断学は科学界で重要な役割を担っており、DNA、RNA、タンパク質の同定と精製は診断プロセスの重要なステップである。電気泳動は、ゲル電気泳動や高度キャピラリーゲル電気泳動で生体分子を分離・同定する技術である。ゲル電気泳動は標準的な孔径のポリマーゲルを用いて垂直または水平面で行われ、キャピラリー電気泳動はポリマー液体またはゲルを用いてキャピラリーチューブ内で行われる。これがキャピラリー電気泳動とゲル電気泳動の違いである。電気泳動技術が完了すると、生体分子をさらにハイブリダイゼーションやフィンガープリンティングなどの技術で処理し、より高度な情報を得ることができるようになる。

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引用

1Durney, Brandon C., et al."キャピラリー電気泳動のDNAへの応用：配列と構造の決定と利用によるバイオ分析の進展（2009-2014）".Analytical and Bioanalytical Chemistry, Springer Berlin Heidelberg, 2015, available here.アクセス数：2017年8月28日「電気泳動」レスター大学、2009年1月8日。Accessed: 28 August 2017. 3. "Gel electrophoresis", Khan Academy, available here.2017 年 8 月 28 日アクセス。 2 "Electrophoresis", University of Leicester, 8 January 2009."ゲル電気泳動"、カーン・アカデミー