Electrophoresis, buffer

전기영동이란, 용액에 전류를 통했을때 용액중의 하전입자가 양극 또는 음극으로 이동하는 현상을 말하며,
전압의 차이가 발생한 field에서 음전하를 띤 입자는 양극(anode) 을 향해 이동하고 , 양전하를 띤 입자는
음극(cathode)을 향해 이동한다. 전기영동은 주로 단백질 관련 물질 또는 유사한 성질을 가진 물질이 대상이 된다.
단백질은 1차구조인 amino산이 acidic carboxyl group과 basic amino group을 가지고 있으며, 같은수의
양전 하와 음전하를 가지고 있는 상태인 순전하(net charge)는 전기적으로 중성이므로, 전장 (electric field)에서
움직이지 않는다. 그러나 아미노산이 용매중의 물과 반응하면 amino group은 alkali성을 띠고, carboxy group은
해리되어 산성을 띠게된다.
DNA는 인산기 때문에 중성의 PH에서 음전하를 띠고 있다. 이러한 DNA 절편의 혼합물을 다공성 겔의 WELL에 올려놓고 겔을 따라 음극과 양극을 갖는 전장을 걸어준다. 역전하가 끌기 때문에 DNA는 전장의 양극의 방향으로 이동한다. 다공성의 겔은 체와 같이 작용하기 때문에 보다 작은 절편은 보다 큰 것에 비하여 더 빠르게 움직인다. 정해진 시간 후에 그리고 아직DNA 절편이 겔안에 있을때 전력을 끈다. 그런후에 DNA를 시각적으로 확인하기위해 EtBr을 처리해 분리된 절편을 염색함으로써 자외선을 비췃을대 보이게 할 수있다. 그 때 이들은 막대나 반점으로 보이며 조사하거나 개별적으로 추출할 수 있다.
전기영동은 다음의 두가지 형태의 정보를 제공한다.
절편의 크기, 특이한 DNA 서열의 존재

완충액
완충액이란 약산과 그 염을 혹은 약염기와 그 염류를 함께녹여 만든 용액으로 소량의 산이나 염기를 가해도 수소이온농도의 변화가 없어 일정한 pH를 유지시킬 수 있는 용액이며, 이들은 수용액중에서 일부만 이온화 되는데, 이온화 되는 정도는 거의 일정하다. 전기영동에서 용액의 pH가 변하면 DNA조각의 이동속도에 큰 영향을 주기 때문에 일정한 pH를 유지해야 한다. 아울러 완충용액의 이온강도에 따라서 이동도가 달라지는데, 이온강도가 클수록 이동거리가 짧아진다. 반면 이온강도가 작을수록 완충능력이 떨어지므로 장시간의 영동에는 적합하지않다.
전기영동에서의 완충용액은 Tris Borate EDTA (TBE)와 TAE가 그 역할을 하는데 TBE는 짧은 크기의 DNA(<1kb)를 전기영동할 때 사용한다. TBE는 같은역할을 하는 TAE보다 좀더 오래 사용 가능한데, 이는 buffering capacity가 더 좋기 때문이다.