آگارز چیست؟ آشنایی با پلیمر خطی Agarose
اگر به‌تازگی وارد حوزه آزمایشگاه و کنترل و پایش خواص مواد شیمیایی شده‌اید، احتمالاً برای شما این سوال ایجاد گردیده که آگاروز چیست و چه کاربردها و موارد استفاده‌ای دارد؟ اگر بخواهیم خیلی سریع به سراغ اصل مطلب برویم، باید بگوییم که این ماده کلیدی و مهم، با دارابودن خصوصیات ژلاتینی، در حالت تبدیلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به‌خوبی در آب حل می‌شود. امکان خرید این محصول شیمایی در حجم‌های مختلف وجود دارد و یک ماده متداول در لابراتورها محسوب می‌شود.
این پلیمر دارای خواص غیرسمی میباشد و دانسیته‌ای کم دارد. همچنین، با نقطه ذوبی حدود ۸۵ درجه سانتیگراد، آگاروز به‌سرعت از حالت ژل به حالت مذاب تبدیل می‌شود. با قیمت اقتصادی و انتقال حرارت خوب، آگاروز به‌عنوان یک ابزار مؤثر در تحقیقات بیولوژیک و مولکولی به‌شدت ترجیح داده می‌شود و در انواع مختلفی از آزمایشگاهی تا تحقیقات پایه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه بیشتر در مورد این که چه مشخصه‌هایی دارد و چطور مورد استفاده قرار خواهد گرفت صحبت خواهیم کرد. در ندای فن با ما باشید.
آگارز چیست؟
آگاروز یک پلیمر گلیکوزیدی است که از نظر ساختاری به گلیکوژلان‌ها تعلق دارد و از جمله مهمترین مواد استفاده شده در الکتروفورز ژلی است. این ترکیب به‌صورت یک ژل سلولزی شبیه به ژلهای آگار درختان در آب حل می‌شود و پس از انجام فرآیند جامدسازی، ژلی با ساختار شبکه‌ای درست می‌کند که به‌عنوان ماتریس جداکننده در الکتروفورز ژلی عمل می‌کند.
ژلهای آگاروز به دلیل ساختار پوره‌های خود، قابلیت جداکردن مولکول‌ها بر اساس اندازه و وزن مولکولی را فراهم می‌کنند. این ویژگی باعث استفاده گسترده‌ای از آگاروز در تجزیه‌وتحلیل بیولوژیکی و بیوشیمیایی شده است، به‌ویژه در الکتروفورز ژلی برای جداکردن اسیدهای نووی، پروتئین‌ها و دیگر بیومولکول‌ها می‌شود.
آگاروز به دلیل ساختار ژلهای خود و خصوصیات الکتروفورزی که دارد، به طور گسترده در روش‌های تجزیه‌وتحلیل بیوشیمیایی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله کاربردهای رایج آگاروز می‌توان به جداسازی و تفکیک فراورده‌های اسیدهای مختلف (DNA و RNA)، الکتروفورز پروتئین‌ها، و تعیین اندازه مولکول‌های مختلف در آزمایش‌های بیوشیمیایی اشاره کرد.
| ویژگی یا مشخصه | توضیحات |
| منبع | جلبک‌های ژلیدیم و گراسیلاریا |
| ترکیب شیمیایی | مشابه به پلی‌اگاروز |
| نوع پلیمر | خطی |
| کاربرد | الکتروفورز ژل DNA و RNA |
| حلال آب | بله |
| نقطه ذوب | حدود ۸۵ درجه سانتیگراد |
| غیرسمی | بله |
| دانسیته | کم |
| قیمت | اقتصادی |
| انتقال حرارت | خوب |
| حالت ژلاتینی | بله |
| قابلیت حل‌شدن در آب | بله |
نحوه استفاده از آگارز در آزمایشگاه‌ها
برای استفاده از آگارز در آزمایشگاه، ابتدا به مقدار مناسبی از آگارز به همراه یک حلال معمولاً آب اضافه می‌شود تا یک محلول ژل‌زنی تهیه شود. سپس، این محلول در یک سیستم الکتروفورز قرار می‌گیرد و به‌وسیله جریان الکتریکی مولکول‌ها درون آن جابه‌جا می‌شوند.
الکتروفورز یک تکنیک جداسازی و تفکیک مولکول‌ها بر اساس اختلاف بار الکتریکی آنها است. آگارز به‌عنوان یک محیط ژلی در الکتروفورز به کار می‌رود چرا که مولکول‌ها در آن می‌توانند به‌راحتی حرکت کنند و جداسازی شوند.
پس از اتمام الکتروفورز، ژل با استفاده از نور مرئی یا نور فلورسنت (بسته به نوع مولکول‌ها) مشاهده می‌شود. این فرآیند به محققان امکان می‌دهد تا مولکول‌ها را جدا کرده و آنها را تحت مشاهده قرار دهند، به‌ویژه در زمینه‌های ژنتیک، مطالعه دی‌ان‌ای و آران‌ای و جداسازی پروتئین‌ها. به‌طورکلی، آگارز به‌عنوان یک ابزار کلیدی در تحقیقات مولکولی و بیوشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد و نقش مهمی در پیشرفت علم و پژوهش‌های آزمایشگاهی ایفا می‌کند.
شما میتوانید انواع آگارز را در وبسایت ما از اینجا خریداری نمایید.
کاربرد و موارد استفاده آگارز چیست؟
دامنه بهره‌برداری و کاربرد وسیعی برای این ماده تعریف شده است و به‌عنوان پایه ترکیبات آزمایشگاهی شناخته می‌شود. این طیف شامل حضور در تخصیص و همین‌طور کنترل و جداسازی فرآورده‌های شیمیایی است. در ادامه و در ندای فن، بیشتر در مورد ویژگی‌های کاربردی این محلول صحبت خواهیم کرد.
الکتروفورز ژلی DNA
الکتروفورز ژلی DNA یک تکنیک بسیار رایج و مؤثر در زمینه تحقیقات مولکولی است. در این روش، آگاروز (agarose) که یک پلیمر گلیکوزیدی است، به‌صورت یک ژل درست می‌شود. این ژل به‌عنوان یک ماتریس ژلی در طی الکتروفورز عمل می‌کند که به دلیل ساختار شبکه‌ای خود، امکان جداسازی و تفکیک مولکول‌ها بر اساس اندازه و وزن مولکولی را فراهم می‌کند.
در الکتروفورز ژلی DNA، نمونه‌های DNA با استفاده از جریان الکتریکی از سمت یک ناحیه به سمت دیگر از ژل حرکت می‌کنند. مولکول‌های DNA با اندازه‌های مختلف، به‌اندازه کمتری یا بیشتری در ژل حرکت می‌کنند که این امر باعث تفکیک آنها می‌شود. با استفاده از مواد نشانگر چون برومید یا اتیدیم بروماید، می‌توان DNA را تحت‌تأثیر نور ماورای‌بنفش قرار داد و در نهایت، با تصویربرداری، نمونه‌ها را تحلیل کرد.
جداسازی و تحلیل فراورده‌های بیوشیمیایی
علاوه بر موارد ذکر شده، جداسازی و تحلیل فراورده‌های بیوشیمیایی از دیگر کاربردهای مهم آگاروز در زمینه تحقیقات بیولوژیک و بیوشیمیایی است. این پلیمر به‌عنوان یک ماتریس ژلی در تکنیک‌های ژل الکتروفورز بیوشیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. آگاروز با ایجاد یک ژل سلولزی در آب، امکان جلوگیری از حرکت فراورده‌ها به‌صورت آزاد فراهم می‌کند.
این روش معمولاً برای جداسازی و تفکیک پروتئین‌ها، اسیدهای تست و دیگر ترکیبات بیولوژیکی بر اساس ویژگی‌های مختلف نظیر اندازه، وزن مولکولی یا بار الکتریکی آنها استفاده می‌شود. این فرآیند با اجرای الکتروفورز ژلی در ترکیب با آگاروز، امکان تحلیل کمی و کیفی فراورده‌ها را فراهم می‌کند. اطلاعات به‌دست‌آمده از این تحلیل‌ها می‌تواند در فهم بهتر ساختار و عملکرد بیولوژیکی مولکول‌ها و تعیین تغییراتی که در اثر عوامل مختلف اتفاق می‌افتد، مفید باشد.
تشخیص بیماری‌ها
ژل آگاروز یک ماتریس ژلی است که جرم مخصوص آن باعث تشکیل یک ماتریکس با ساختار پوروس می‌شود. با اعمال میدان الکتریکی، مولکول‌ها به‌اندازه وزن مولکولی خود در این ماتریکس حرکت می‌کنند و بر اساس این حرکت، می‌توان آنها را جدا کرد.
الکتروفورز ژلی با آگاروز یکی از روش‌های مهم در تشخیص بیماری‌ها و مطالعه مولکول‌های بیولوژیکی است. این روش بر پایه حرکت ذرات بر اثر تأثیر یک میدان الکتریکی در ژل آگاروز مبتنی است.
در تشخیص بیماری‌ها، الکتروفورز ژلی با آگاروز معمولاً برای جداسازی و تفکیک پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک، و سایر مولکول‌های بزرگ بیولوژیکی استفاده می‌شود. این روش به افراد پزشکی این امکان را می‌دهد تا نمونه‌های بیولوژیکی را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار داده و پروفایل مولکولی مختلف را برای تشخیص بیماری‌ها ایجاد کنند. به‌عنوان‌مثال، در تحقیقات سرطان، الکتروفورز ژلی با آگاروز برای جداسازی پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک مورد استفاده قرار گرفته و تغییرات در این مولکول‌ها که ناشی از بیماری است، مشخص می‌شود.
برای مشاهده انواع آگارز در ویکی پدیا از اینجا مشاهده فرمایید.
تعیین هویت ژنتیکی با آگاروز
تعیین هویت ژنتیکی با استفاده از الکتروفورز ژلی با آگاروز یکی از روش‌های کلان برای تجزیه‌وتحلیل DNA و تعیین الگوهای ژنتیکی فردی است. در این روش، نمونه DNA به کمک آگاروز در ژل قرار می‌گیرد و سپس تحت‌تأثیر یک میدان الکتریکی قرار می‌گیرد. DNA به‌اندازه وزن مولکولی خود در طول ژل حرکت کرده و باتوجه‌به این تفاوت در حرکت، می‌توان نمونه‌ها را از یکدیگر جدا کرد.
این روش به‌ویژه در تعیین هویت ژنتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با مقایسه الگوهای DNA در افراد مختلف، امکان تعیین هویت ژنتیکی، نسبت و تاریخچه‌های خانوادگی و همچنین شناسایی مشکلات و نواقص سیستم بدن در نابینایان وجود دارد.
تحقیقات در زمینه بیوتکنولوژی و ژنتیک مولکولی
آگاروز به‌عنوان یک ابزار اساسی در تحقیقات بیوتکنولوژی و ژنتیک مولکولی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زمینه بیوتکنولوژی، این پلیمر به تحلیل و مطالعه دقیق ساختار و خصوصیات مولکولی میکروب‌ها، گیاهان، و حیوانات کمک می‌کند. الکتروفورز ژلی با آگاروز به محققان اجازه می‌دهد تا DNA، RNA یا پروتئین‌ها را با دقت بالا جدا کنند و تحلیل کنند که این اطلاعات در توسعه و بهینه‌سازی فرآیندهای بیوتکنولوژی، خلق داروها و تولید محصولات جدید بیولوژیکی بسیار مؤثر است. در زمینه ژنتیک مولکولی، آگاروز به‌عنوان یک ماتریس ژلی برای تکنیک‌های الکتروفورز ژلی DNA و RNA استفاده می‌شود.
تفاوت ژل آگارز و آکریل امید چیست؟
ژل آگاروز و آکریلمید دو نوع ژل استفاده‌شده در فنون مختلف آزمایشگاهی هستند که اختلافات مهمی در ویژگی‌ها و کاربردهایشان دارند.
آگاروز، یک پلیمر ژلاتینی است که از جلبک‌ها به دست می‌آید. از مزایای آگاروز می‌توان به اقتصادی‌بودن و خواص غیرسمی آن اشاره کرد. این ژل در حالت ژلاتینی قرار می‌گیرد و دارای نقطه ذوب حدود ۸۵ درجه سانتیگراد است.
همین‌طور در نقطه مقابل آکریلمید، یک پلیمر سنتزی است که در تهیه ژلهای پلی‌آکریلمید به کار می‌رود. این ژل به‌عنوان یک ماتریس ثابت در الکتروفورز ژل و ایزوالکتریک فوکوس برای جداسازی مولکول‌های پروتئینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از ویژگی‌های مهم آکریلمید می‌توان به پایداری در طول زمان و توانایی جذب آب اشاره کرد.
تفاوت اصلی میان ژل آگاروز و آکریلمید در منشأ و ترکیب شیمیایی آنها است. درحالی‌که آگاروز از منابع طبیعی مثل جلبک‌ها به دست می‌آید، آکریلمید یک پلیمر سنتزی است. همچنین، هر کدام از این ژل‌ها به دلیل ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سخن پایانی
در این مقاله و راهنما در ندای فن، در خصوص این که آگاروز چیست؟ چه کاربردهایی دارد و چگونه استفاده می‌شود صحبت کردیم. آگاروز یک پلیمر خطی با نقطه ذوب حدود ۸۵ درجه سانتیگراد است و در حالت ژلاتینی قرار می‌گیرد. این ماده به خوبی در آب حل می‌شود و دارای خواص غیرسمی است.
با دانسیته کم و قیمت اقتصادی، آگاروز یک انتخاب محبوب برای انجام الکتروفورز ژل و دیگر فرآیندهای مربوط به تحلیل اسیدهای نوکلئیک میباشد. همچنین، این پلیمر دارای انتقال حرارت خوبی است که در فرآیندهای آزمایشگاهی تأثیرگذار است. به‌طورکلی، آگاروز به‌عنوان یک ماده مؤثر و قابل‌اعتماد در زمینه تحقیقات بیولوژیک و مولکولی شناخته می‌شود.