آگارز

آگارز ماده ای با کیفیت بالا و همه کاره است که به طور گسترده در بیولوژی مولکولی و بیوشیمی استفاده می شود. خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آن، آن را به ابزاری ضروری برای محققان و دانشمندان در زمینه های مختلف تبدیل کرده است. این ماده به عنوان یک جزء کلیدی الکتروفورز ژل، جداسازی و تجزیه و تحلیل DNA، RNA و پروتئین ها را بر اساس اندازه آنها امکان پذیر می کند. این موضوع آن را به یک ماده ضروری برای مطالعه جهش های ژنتیکی، شناسایی نشانگرهای زیستی و بررسی ساختار ماکرومولکول ها تبدیل می کند.

آگارز علاوه بر نقشی که در آزمایشگاه های تحقیقاتی دارد، کاربردهای قابل توجهی در تشخیص بالینی و توسعه دارویی نیز دارد. این به عنوان یک رسانه اساسی برای تجزیه و تحلیل اسیدهای نوکلئیک برای تشخیص اختلالات ژنتیکی، انجام آزمایش پدری یا غربالگری بیماری های عفونی عمل می کند. علاوه بر این، سیستم های دارورسانی مبتنی بر آگارز در افزایش کارایی و ایمنی ترکیبات درمانی نویدبخش بوده است. تأثیر گسترده آگارز بر اهمیت آن به عنوان یک ابزار اساسی در پیشبرد دانش علمی و بهبود نتایج مراقبت های بهداشتی تأکید می کند.

در نتیجه، تقاضا برای آگارز به دلیل نقش حیاتی آن در چندین رشته در صنعت علوم زیستی قوی باقی می ماند. همانطور که فن آوری های نوآورانه به ظهور ادامه می دهند، نیاز به آگارز با خلوص بالا با ویژگی های عملکردی ثابت برای اطمینان از نتایج آزمایشی قابل اعتماد و کیفیت محصول به طور فزاینده ای حیاتی می شود. تهیه آگارز از تامین‌کنندگان معتبر تضمین می‌کند که محققان به این منبع ضروری برای پیشبرد اکتشافات و در نهایت به نفع جامعه از طریق درک بهتر فرآیندهای بیولوژیکی و بهبود درمان‌های پزشکی دسترسی دارند.

آگارز چیست

یک پلی ساکارید است که  از آگار یا  از جلبک‌های دریایی قرمز حاوی آگار تصفیه شده و جدا می شود و به عنوان ماتریسی برای محصور کردن سلول‌ها که تحت پیوند حرارتی قرار می‌گیرند، استفاده می‌شود. آگار را می‌توان به عنوان یک کلوئید آب دوست معرفی کرد. که در آب سرد نامحلول است.

این ماده را می‌توان در آب جوش حل کرد محلول به‌دست آمده محلولی شفاف می‌باشد. زمانی در دمای 34-43 درجه سانتیگراد سرد می‌شود، یک ژل سفت ایجاد می‌کند. هنگامی سرد شدن تحت پلیمریزاسیون قرار می‌گیرد به به جای اینکه محلول در آب باقی بماند یا از محلول خارج شود، پلیمرهای قند به یکدیگر متصل می‌شوند و باعث تشکیل ژل می‌شود. هرچه آگارز بیشتر در آب جوش حل شود، ژل محکم تر می‌شود. دمای ژل ممکن است به دلیل ترکیب مونومر (محتوای متوکسیل) و غلظت محلول متفاوت باشد و همچنین ممکن است با مشتق شیمیایی پلیمر مانند مشتق از هیدروکسی اتیل یا افزودن نمکهای مخرب تغییر کند.

این محصول غیر سمی است و دارای خواص و مشخصات متعددی است که آن را به عنوان عامل ژل ساز در بسیاری از کاربردها مانند الکتروفورز اسید نوکلئیک، تکنیک‌های انتشار ایمونو، صفحات ژل یا پوشش روی سلول‌ها در کشت بافت، محیط کشت سلولی و ژل کروماتوگرافی مفید است. کروماتوگرافی تبادل یونی الکتروفورز ژل آگارز یک روش آزمایشگاهی متداول در علم پزشکی است که مولکول های بیولوژیکی را بر اساس اندازه آنها جدا می‌کند، به عنوان مثال در جداسازی مولکول های DNA. آگارز بعنوان وسیله‌ای برای جداسازی DNA اولین بار در سال 1962 معرفی شد. ممکن است آگارز به شگل دانه باشد و در روشهای کروماتوگرافی جهت تصفیه پروتئین مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد آگارز

با توجه به انواع مختلف آگارز فرصت‌های زیادی برای استفاده از این ماده شیمیایی در چندین روش پزشکی و آزمایشات آزمایشگاهی وجود دارد. برخی از مراحل و آزمایشات شامل موارد زیر است:

نظارت بر پیشرفت بیماری

جدا سازی مولکولهای DNA ، RNA و پروتئین

تجزیه و تحلیل اندازه مولکولی

از آگارز در تشخیص بیماریها و جداسازی مولکولها، در انواع کاربردهای پزشکی و علمی استفاده می‌شود. همچنین آگارز در آزمایشگاه های زیادی مورد استفاده قرار میگیرد. اغلب در علوم زیست محیطی و توسعه دارویی یافت می‌شود که در آن برای رشد باکتری ها، ویروس ها، گیاهان و سایر انواع سلول‌ها استفاده می‌شود.

آگارز ماده‌ای منحصر به فرد و دارای نقطه ذوب پایینی است و می تواند از فرسایش سلول ها جلوگیری کند.

در رابطه با ژل‌های آگارز و پلی اکریل آمید باید بدانیم که تفاوت‌های کاربردی و شیمیایی و ساختاری وجود دارد.

تفاوتهای کاربردی

با توجه به آنچه می‌خواهیم انجام دهیم یکی از این ماده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. ژلهای آگارز برای قطعات بزرگتر DNA و ژلهای پلی آکریل آمید برای پروتئین‌ها و قطعات DNA زیر 1000 جفت مناسب‌تر است. آگارز انتخاب رایجی برای تجزیه و تحلیل اسید نوکلئیک است در حالی که پلی اکریل آمید برای پروتئین ها استفاده می‌شود. می‌توان از SDS-PAGE برای اسیدهای نوکلئیک استفاده کرد، و برای حل قطعات بسیار کوچک ایده آل است. برای مولکول های بزرگتر آگارز مناسب تر است و پروتئین ها با این روش به خوبی حل نمی‌شوند. پروتئین‌های بسیار بزرگ به سختی می‌توانند بر روی ژل‌های پلی اکریل آمید از نظر الکتروفورزی جدا شوند. سیستم ژل آگارز عمودی SDS توسعه یافته، قدرت تجزیه و تحلیل پروتئین های بسیار بزرگ را بهبود بخشیده است. پروتئین هایی با جرم مولکولی بین 200 تا 4000 کیلو دالتون می‌توانند به راحتی از هم جدا شوند.

شاید برای شما جالب باشد :سیلیکاژل کروماتوگرافی

الکتروفورز ژل آگارز

الکتروفورز ژل یک روش بسیار اساسی برای تجزیه و تحلیل آماده سازی اسید نوکلئیک (یعنی جداسازی مولکولهای اسید نوکلئیک در اندازه های مختلف توسط یک میدان الکتریکی در یک ژل) است. ژل مورد استفاده در الکتروفورز ژل معمولاً از موادی به نام آگارز ساخته می‌شود که یک ماده ژلاتینی است که از جلبک دریایی استخراج می‌شود. از این ژل می‌توان برای جداسازی ماکرومولکول ها در اندازه های مختلف استفاده کرد.

تکنیک جداسازی  اولین بار در سال 1807 برای استفاده دانشمندان توسعه یافت. از آن زمان، محققان، شیمی‌دانان و تکنسین ها از الکتروفورز برای جداسازی ذرات باردار مختلف با استفاده از میدان الکتریکی استفاده کرده اند. الکتروفورز می‌تواند در تجزیه و تحلیل همه چیز از نمونه های DNA گرفته تا آفت‌کش ها و آلاینده‌های محیطی استفاده شود. طی دو قرن گذشته، این فرآیند پیچیده تر شده و پیشرفت هایی در حال انجام است.

کاربردهای الکتروفورز ژل آگارز

ژل الکتروفورز آگارز به طور گسترده ای در آزمایشگاه های زیست شناسی مولکولی و بیوشیمی در زمینه هایی مانند علم پزشکی قانونی، زیست شناسی حفاظتی و پزشکی استفاده می‌شود.

برخی از کاربردهای کلیدی این تکنیک در زیر ذکر شده است:

در جداسازی قطعات DNA

برای انگشت نگاری DNA جهت بررسی صحنه های جنایت

تجزیه و تحلیل نتایج واکنش زنجیره ای پلیمر

تجزیه و تحلیل ژن های مرتبط با یک بیماری خاص

در DNA برای مطالعات طبقه بندی برای تشخیص گونه های مختلف

 مطالعه ساختار و عملکرد پروتئین ها

تجزیه و تحلیل مقاومت آنتی بیوتیکی

 روشهای لکه گیری برای تجزیه و تحلیل مولکولهای ماکرومولکول

 مطالعه روابط تکاملی با تجزیه و تحلیل شباهت ژنتیکی بین جمعیت ها یا گونه ها

 کاربرد کروماتوگرافی آگارز

برای اهداف کروماتوگرافی، آگارز به طور گسترده ای بهترین ماده موجود برای رزین های تصفیه پروتئین در نظر گرفته می‌شود. این ماده مفید است زیرا مولکول های زیستی را به میزان قابل توجهی جذب نمی کند، دارای خواص جریان خوبی است و می تواند pH و قدرت یونی را تحمل کند. پروتئینهای بسیار بزرگ (اندازه زیر واحدها> 200 کیلو دالتون) به سختی می‌توانند بر روی ژل‌های پلی اکریل آمید از نظر الکتروفورزی جدا شوند.

مزایای  استفاده از آگارز برای کروماتوگرافی عبارتند از:

بسیار آب دوست

حجم ماتریس کم

ترکیب آسان

و همچنین در شرایط قلیایی بسیار پایدار است.

خرید آگارز

هنگام خرید آگارز در ایکس شیمی، چندین فاکتور مهم وجود دارد که باید در نظر بگیرید. آگارز یک جزء حیاتی در بسیاری از روش های آزمایشگاهی، به ویژه در زمینه بیولوژی مولکولی و بیوشیمی است. بنابراین، اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان محصول آگارز برای دستیابی به نتایج دقیق و قابل تکرار ضروری است.

ایکس شیمی طیف وسیعی از محصولات آگارز با کیفیت بالا را ارائه می دهد که به طور خاص برای کاربردهای مختلف از جمله الکتروفورز ژل و جداسازی اسید نوکلئیک فرموله شده اند.

یکی از مزایای کلیدی خرید آگارز از ایکس شیمی تعهد آنها به قوام و خلوص محصول است. محصولات آگارز در این مجموعه تحت آزمایش های دقیق قرار می گیرند تا از یکنواختی دسته به دسته و سطوح پایین ناخالصی اطمینان حاصل کنند، که به محققان این امکان را می دهد تا با اطمینان آزمایش های خود را بدون نگرانی در مورد نتایج متغیر به دلیل کیفیت ناسازگار آگارز انجام دهند. علاوه بر این، ایکس شیمی پشتیبانی فنی و مستندات جامعی را برای محصولات آگارز خود ارائه می‌کند و راهنمایی‌های ارزشمندی را در مورد شرایط استفاده بهینه و نکات عیب‌یابی برای چالش‌های تجربی رایج ارائه می‌دهد.

چه چیزی Agarose را بسیار خاص می کند؟

آگاروز دارای چندین ویژگی نادر است. این ماده شیمیایی می تواند چندین شکل مختلف از جمله پودر و ژل را به خود بگیرد. دارای منافذ بزرگی است که امکان عبور و جداسازی آسان مولکول ها از جمله DNA و پروتئین ها را فراهم می کند. این ماده شیمیایی همچنین دارای بار خنثی است، به این معنی که بار مثبت یا منفی ندارد. با ساختار ساده آگارز و کاربردهای فراوان آن، به راحتی می توان فهمید که چرا این ماده شیمیایی در بسیاری از حرفه ها استفاده می‌شود.

آیا اندازه مهم است؟

رزین های آگارز دارای اندازه و ذرات مختلف هستند. این‌ها بر خواص فیزیکی ماتریس تصفیه تأثیر می‌گذارد.

فشار

در رابطه با دانه های کوچکتر و اندازه باریک تر، مقاومت فشار مهره ها بیشتر است. در مقایسه، هرچه مهره ها بزرگتر باشند، سرعت جریان در آزمایش های دسته ای و FPLC سریعتر است.

ظرفیت اتصال

هرچه مهره ها کوچکتر باشند، نسبت سطح به حجم بیشتر و ظرفیت اتصال مهره‌ها بیشتر است. اگرچه ظرفیت اتصال نیز به عوامل دیگری مانند نوع و اندازه لیگاند و چگالی اتصال لیگاند بستگی دارد.

از آنجا که آگارز می‌تواند به طرق مختلف مورد استفاده قرار گیرد، مواجه شدن با این ماده شیمیایی در بسیاری از زمینه های علمی غیر معمول نیست. اغلب در میکروبیولوژی، پزشکی قانونی، ژنتیک، بیوشیمی و بیولوژی مولکولی یافت می شود. استفاده از آگاروز بیشتر از آنچه فکر می کنید رایج است. در بسیاری از مدارس راهنمایی، دبیرستان ها و کالج ها کلاس های آزمایشگاهی که از اشکال مختلف آگارز جهت تدریس  استفاده می‌کنند.

چه مدت می‌توانAgarose را ذخیره کرد؟

مخلوط آگارز به شکل ژل بدون بافر دارای ماندگاری چند هفته ای است. اگر هیچ اتیدیوم برومید به مخلوط موجود اضافه نشود و مخلوط در شرایط خوبی نگهداری شود، ممکن است بیشتر از آن دوام بیاورد.

آیا می‌توان Agarose را دوباره استفاده کرد/ذوب کرد؟

می‌توان آگارز را برای استفاده مجدد ذوب کرد. تباعث صرفه جویی در هزینه می‌شود. ولی باید توجه داشت گاهی می‌تواند سودمند باشد و گاهی این چنین نباشد. وقتی نوبت به جنبه های حساس تحقیق می رسید همچون تأیید یافته ها، انتشار، کلون، توالی، استخراج و غیره توصیه می‌شود  از یک ژل تازه استفاده کنید.

هنگام ذوب آگارز کم ذوب احتیاط کنید. استفاده مجدد از آگارز با ذوب کم می‌تواند بر غلظت ها تأثیر بگذارد زیرا آب در طی فرآیند ذوب از بین می‌رود.

گذشته از ذوب مجدد، برخی از محققان نوارها را از روی ژل خارج کرده و بدون ذوب مجدد از ژل استفاده می‌کنند. اما با گذشت زمان، ژل رسانایی خود را از دست می‌دهد.

آیا می توانید ژل های Agarose را فریز کنید؟

یخ زدن ژل‌های آگارز باعث یخ زدگی و تجمع آب می‌شود. حتی اگر می‌خواهید ژل برش خورده را برای استفاده در آینده حفظ کنید، بهتر است آن را فریز نکنید. در عوض، ژل آگارز خود را در پلاستیک تمیز بدون بافر بپیچید و در دمای 4 درجه سانتی گراد نگهداری کنید.

چه مدت می‌توان Agarose را ذخیره کرد؟

مخلوط آگارز به شکل ژل بدون بافر دارای ماندگاری چند هفته‌ای است. اگر هیچ اتیدیوم برومید به مخلوط موجود اضافه نشود و مخلوط در شرایط خوبی نگهداری شود، ممکن است بیشتر از آن دوام بیاورد.

بیشتر بدانید

نوشته شده توسط: امین علی محمدی کارشناس ارشد بیوشیمی و علاقه مند به حوزه تولید محتوا.