Agaroze pret poliakrilamīdu
Agaroze un poliakrilamīds ir ūdenī šķīstoši polimēri, taču starp tiem var redzēt daudzas atšķirības, sākot no to izcelsmes. Gan agarozei, gan poliakrilamīdam piemīt kaut kas kopīgs spējas veidot porainas gēla matricas. Neskatoties uz to, starp abiem pastāv vairākas atšķirīgas atšķirības. Galvenās atšķirības starp abiem šiem polimēriem ir to izcelsmes būtībā, ķīmiskajā struktūrā, dažādajos lietojumos un gēla elektroforēzes veiktspējā.
Kas ir agaroze?
Agaroze ir dabiski sastopams lineārs polimērs, kas savukārt ir iegūts no kompleksa polimēra, ko sauc par agaru, kas atrodams jūraszālēs. Agarozi ekstrahē no agara, noņemot proteīna komponentu, ko sauc par agaropektīnu. Agaroze nodrošina agara spēju veidot želejas.
Galvenā daļa agarozes tiek izmantota mikrobioloģiskajos un molekulāri bioloģiskajos pētījumos. Mikrobioloģiskajos pētījumos agaroze, ja to papildina ar piemērotām barības vielām, nodrošina stabilu pamatu tādu mikroorganismu kā baktēriju un sēnīšu audzēšanai. Lietojot puscietā koncentrācijā, tas var būt noderīgi, lai novērtētu šo mikroorganismu kustīgumu. Molekulārajā bioloģijā tas kalpo kā svarīgs instruments vienam no vissvarīgākajiem izšķiršanas procesiem, ko sauc par “gēla elektroforēzi” vai “agarozes gēla elektroforēzi” (AGE). Gēla elektroforēze ir process, kas ļauj izšķirt vai atdalīt nukleīnskābes vai proteīnus, pamatojoties uz to lielumu un lādiņu. Šeit agaroze kalpo kā poraina sietam līdzīga želeja, caur kuru notiek atdalīšana.
Agarozes struktūra
Kas ir poliakrilamīds?
Poliakrilamīds ir sintētisks polimērs, un to izmanto ļoti dažādās nozarēs. Kā minēts iepriekš, tā izmantošana ir atkarīga no tā spējas veidot želejas. Tomēr papildus tam tā spēja aizturēt un novadīt ūdeni dažādās koncentrācijās tiek izmantota arī dažādās nozarēs.
Visplašāk un visizplatītākais poliakrilamīda lietojums ir notekūdeņu attīrīšanā. Šeit to izmanto kā flokulācijas līdzekli, lai noņemtu jebkādu suspendētu organisko materiālu; tādējādi uzlabojot duļķainību un dzidrinot ūdeni. Vēl viens poliakrilamīda lietojums ir papīra rūpniecībā. Šeit to izmanto, lai pēc vajadzības saglabātu vai notecinātu ūdeni no papīra masas. Līdzīgi lauksaimniecības un būvniecības nozarēs to izmanto kā augsnes uzlabotāju, lai novērstu augsnes eroziju un uzlabotu tās kvalitāti.
Tāpat kā agarozi, arī poliakrilamīdu izmanto molekulārajā bioloģijā kā svarīgu izšķiršanas rīku līdzīgā procesā, ko sauc par “poliakrilamīda gēla elektroforēzi” (PAGE). Papildus tam visam poliakrilamīds tiek izmantots arī rūdas pārstrādē un flokulācijas aģenta ražošanā, lai noņemtu jebkādu suspendētu organisko materiālu; tādējādi uzlabojot duļķainību un dzidrinot ūdeni. Vēl viens poliakrilamīda lietojums ir papīra rūpniecībā. Šeit to izmanto, lai pēc vajadzības saglabātu vai notecinātu ūdeni no papīra masas. Tāpat lauksaimniecības un būvniecības nozarēs to izmanto kā augsnes uzlabotāju, lai novērstu augsnes eroziju un uzlabotu tās kvalitāti. Papildus tam visam poliakrilamīdu izmanto arī pārtikas piedevu, mīksto kontaktlēcu un tekstilizstrādājumu ražošanā.
Poliakrilamīda struktūra
Kāda ir atšķirība starp agarozi un poliakrilamīdu?
Agarozes un poliakrilamīda izcelsme:
Agaroze: agaroze ir dabiskas izcelsmes polimērs. Tas ir iegūts no jūraszālēm.
Poliakrilamīds: poliakrilamīds ir sintētiskas izcelsmes un nav sastopams nekādos dabīgos apstākļos.
Agarozes un poliakrilamīda molekulārā formula:
Agaroze: agarozes molekulārā formula ir C24H38O19.
Poliakrilamīds: poliakrilamīda molekulārā formula ir (C 3H5NO)n.
Agarozes un poliakrilamīda ķīmiskā struktūra:
Agaroze: agaroze ir lineārs polisaharīds. To veido atkārtotas disaharīdu vienības, ko sauc par agrobiozi un kuras kopā satur ūdeņraža saites.
Poliakrilamīds: Poliakrilamīds ir ķīmiski šķērssaistīts polimērs. Tas sastāv no akrilamīda monomēriem un šķērssaistīšanas aģenta N,N'-metilēnbisakrilamīda.
Agarozes un poliakrilamīda toksicitāte:
Agaroze: gan agaroze, gan tās monomēra vienība agrobioze pēc būtības nav toksiskas.
Poliakrilamīds: poliakrilamīda monomēra vienība akrilamīds ir domājams kancerogēns un zināms neirotoksīns, savukārt tā polimerizētā forma pēc būtības nav toksiska.
Agarozes un poliakrilamīda gēlu īpašības:
AGE un PAGE:
Agaroze: agarozes gela sagatavošana AGE ir mazāk laikietilpīga, vienkārša un vienkārša, un tai nav nepieciešams iniciators vai polimerizācijas katalizators.
Poliakrilamīds: poliakrilamīda gēla sagatavošana PAGE ir laikietilpīga un nogurdinoša, un tam ir nepieciešams arī iniciators (amonija persulfāts) un polimerizācijas katalizators (N, N, N', N'-tetrametiletilēndiamīns - TEMED).
Daba:
Poliakrilamīda gēli ir ķīmiski stabilāki nekā agarozes gēli.
Poru izmērs:
Ņemot vērā tādu pašu koncentrāciju, poliakrilamīda gēla matricām parasti ir mazāks poru izmērs, salīdzinot ar agarozes gēla matricu.
Mainīt poru izmēru:
Poliakrilamīda gēlu poru izmēru var mainīt daudz kontrolētāk nekā agarozes gēliem.
Izšķirtspēja:
Poliakrilamīda gēliem ir augsta izšķirtspēja, savukārt agarozes gēliem ir zema izšķirtspēja.
Atbilstoši nukleīnskābei:
Poliakrilamīda gēli var uzņemt lielākus nukleīnskābes daudzumus nekā agarozes gēli, lai nodrošinātu izšķirtspēju.
