This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌
Electrophoresis
വൈദ്യുതിക്ഷേത്രം പ്രയോഗിക്കപ്പെടുമ്പോള്‍ ഒരു ലായനിയിലുള്ള വിലയിതമോ നിലംബിതമോ ആയ ചാര്‍ജിതകണങ്ങള്‍ ആനോഡിലേക്കോ കാഥോഡിലേക്കോ ചലിക്കുന്ന പ്രതിഭാസം.1807-ല്‍ ജര്‍മന്‍ഭൗതികജ്ഞനായ എഫ്‌.എഫ്‌. റോയ്‌സ്‌ ആണിത്‌ കണ്ടുപിടിച്ചത്‌. കണങ്ങളുടെ ചലനദിശയില്‍നിന്ന്‌ അവയിലുള്ള ചാര്‍ജിന്റെ സ്വഭാവം മനസ്സിലാക്കാം. മെതിലിന്‍ ബ്ലു, ബിസ്‌മാര്‍ക്‌ ബ്രൗണ്‍ തുടങ്ങിയ ബേസിക്‌ ചായങ്ങള്‍, ലോഹങ്ങളുടെ ഓക്‌സൈഡുകള്‍, ഹൈഡ്രാക്‌സൈഡുകള്‍ എന്നിവയുടെ കണങ്ങള്‍ ധനചാര്‍ജിതങ്ങളും; ലോഹങ്ങള്‍, ലോഹ-സള്‍ഫൈഡുകള്‍, സള്‍ഫര്‍, ഇയോസിന്‍ തുടങ്ങിയ അസിഡിക-ചായങ്ങള്‍, അന്നജം എന്നിവയുടെ കണങ്ങള്‍ ഋണചാര്‍ജിതങ്ങളുമായിട്ടാണ്‌ സാധാരണ കണ്ടുവരാറുള്ളത്‌. കൊളോയ്‌ഡീയ ലായനികളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം കണങ്ങളിലെ ചാര്‍ജ്‌ അത്യന്തം പ്രധാനമാണ്‌. ഈ ചാര്‍ജാണ്‌ അത്തരം ലായനികളുടെ സ്ഥിരതയ്‌ക്കു കാരണം. ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌ എന്ന വിദ്യുത്‌ഗതികപ്രതിഭാസം (electro-kinetic phenomenon) ഗവേഷണവിഷയമായത്‌, അകാര്‍ബണിക ഇലക്‌ട്രോളൈറ്റുകളുടെ(താഴ്‌ന്ന തന്മാത്രാഭാരമുള്ള അയോണുകളുടെ)യും മൃത്തികാനിലംബിതങ്ങളുടെയും (clay suspension) പഠനത്തിനു വേണ്ടിയായിരുന്നുവെങ്കിലും പ്രാട്ടീന്‍ പോലുള്ള ജൈവതന്മാത്രകളുടെ പഠനത്തിലാണ്‌ ഈ വിജ്ഞാനശാഖ ഏറ്റവുമധികം പ്രയോജനപ്രദമായത്‌. ഹെമോള്‍ട്‌സ്‌ എന്ന ജര്‍മന്‍ വിജ്ഞാനി 1880-ല്‍ വികസിപ്പിച്ചതും പിന്നീടു കോള്‍റാഷ്‌ തുടങ്ങിയവര്‍ പരിഷ്‌കരിച്ചതുമായ വിദ്യുദ്‌ഗതികസിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പ്രായോഗികതലത്തില്‍ അനേകം ഇലക്‌ട്രോഫോററ്റിക-പ്രവിധികളുടെ (electrophoretic techniques) ആവിഷ്‌കരണത്തിനു വഴിതെളിയിക്കുകയുണ്ടായി. കോളൊയ്‌ഡീയകണങ്ങളുടെ ചലനം കണ്ടുപിടിക്കുവാനും അളക്കുവാനും ചലനസീമാവിധി (moving boundary method), മൈക്രാസ്‌കോപ്പിക വിധി (microscopic method) എന്നിങ്ങനെ രണ്ടു മാര്‍ഗങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടത്‌ വളരെ പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നു. കൊളോയ്‌ഡീയകണങ്ങളും മാധ്യമമായ ലായകവും തമ്മിലുള്ള സീമയുടെ ചലനമാണ്‌ ആദ്യത്തേതില്‍ നിരീക്ഷിക്കുന്നതെങ്കില്‍ രണ്ടാമത്തേതില്‍ ബാക്‌റ്റീരിയ മുതലായ ചെറുകണങ്ങളുടെ ചലനം നേരിട്ടുതന്നെ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുകയാണു ചെയ്യുന്നത്‌. എന്‍സൈമുകള്‍, ഹോര്‍മോണുകള്‍, വൈറസുകള്‍ മുതലായ ദ്രവ്യങ്ങളെ ശുദ്ധീകരിക്കാന്‍ ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌-പ്രവിധികള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്താം. പരീക്ഷണാവസരത്തില്‍ പരീക്ഷ്യവസ്‌തുക്കള്‍ക്കു ഭൗതികമോ രാസപരമോ ആയ പരിണാമങ്ങളൊന്നും സംഭവിക്കുന്നില്ല. ജീവശാസ്‌ത്രപരമായ അവയുടെ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും ബാധിക്കപ്പെടുന്നില്ല, പരീക്ഷണശേഷം ഈ വസ്‌തുക്കളെ വീണ്ടെടുത്ത്‌ പുനഃപരീക്ഷണത്തിനു വിധേയമാക്കാവുന്നതാണ്‌.
ഇലക്‌ട്രോഫോററ്റിക പ്രവിധികളെ പാരിമാണികവിശ്ലേഷണങ്ങള്‍ക്കായി (quantitative analysis) പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതില്‍ വിദഗ്‌ധമായി പ്രവര്‍ത്തിച്ചതും വിജയിച്ചതും ടിസേലീയസ്‌ എന്ന ശാസ്‌ത്രജ്ഞനാണ്‌. 1930-ല്‍ ഇദ്ദേഹം രചിച്ച ഗവേഷണപ്രബന്ധത്തില്‍ (1948-ല്‍ ഈ പ്രബന്ധവിഷയത്തിനു നോബല്‍സമ്മാനം ലഭിച്ചു) ചലനസീമാവിധിക്ക്‌ പല പരിഷ്‌കാരങ്ങളും നിര്‍ദേശിക്കുകയുണ്ടായി. നിശ്ചിതവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഓരോ ഇനം കണസമൂഹവും വിവിധസീമകളില്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത്‌ പ്രാകാശികനിരീക്ഷണത്തിനു വിധേയമാക്കിയും അതിന്റെചലനവേഗം ഫോട്ടോഗ്രാഫികരീതിയില്‍ രേഖപ്പെടുത്തിയും പരിഷ്‌കരിക്കപ്പെട്ട പ്രസ്‌തുത പ്രവിധിയുപയോഗിച്ച്‌ വര്‍ണരഹിതപ്രാട്ടീനുകളുടെ ഗുണപരവും പരിമാണപരവുമായ നിര്‍ധാരണ ആകലനങ്ങള്‍ (detection and estimation) സാധിപ്പിക്കാമെന്നായി. രക്തത്തിലെ സിറത്തില്‍ ഈ പ്രാട്ടീനുകളുടെ അനുപാതവ്യത്യാസം പഠിക്കാനും ഇതിലൂടെ സാധിച്ചു. പക്ഷേ ടീസേലീയസ്സിന്റെ മാര്‍ഗത്തിന്‌ അതിന്റേതായ ചില വൈഷമ്യങ്ങളുണ്ട്‌. ഉപകരണം വിലപിടിച്ചതാണ്‌. സമയവും വൈദഗ്‌ധ്യവും സാമാന്യത്തിലധികം വേണം. പരീക്ഷണവിധേയമായ ലായനിയിലെ വേഗം ഏറ്റവും കൂടിയതും ഏറ്റവും കുറഞ്ഞതുമായ ഘടകങ്ങളെ മാത്രമേ ഈ പ്രവിധിയുപയോഗിച്ച്‌ പൃഥകരിക്കുവാന്‍ സാധിക്കുകയുളളൂ; ഈ പൃഥക്കരണംതന്നെ ആംശികമായി പല തവണകൊണ്ടേ നിര്‍വഹിക്കാനും ആകുകയുള്ളൂ. ആകയാല്‍ ഇന്ന്‌ പ്രായോഗികമായി വളരെയധികം പ്രചാരം കിട്ടിയിട്ടുള്ളത്‌ മേഖലാ-ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌ (zonal electrophoresis)എന്ന തന്ത്രത്തിനാണ്‌.
മേഖലാ-ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌ എന്ന പ്രവിധിയില്‍ താരതമ്യേന നിഷ്‌ക്രിയവും (inactive) ഏകാത്മകവും (homogeneous) ആയ ഒരു ഖരവസ്‌തുവിലോ ജെല്‍-വസ്‌തുവിലോ താങ്ങിനിര്‍ത്തിയ ലായനിയില്‍ക്കൂടിയുള്ള ചാര്‍ജിതകണങ്ങളുടെ ചലനമാണ്‌ ഉള്‍പ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്‌. ഫില്‍റ്റര്‍ പേപ്പര്‍ ആധാരവസ്‌തുവായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന പേപ്പര്‍-ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌, പ്രത്യേകിച്ച്‌ ജൈവരസതന്ത്രത്തിലും രോഗനിര്‍ണയന പരീക്ഷണശാലകളിലും അമൂല്യമായ ഒരു വിശ്ലേഷണവിധിയായിക്കഴിഞ്ഞിരിക്കുന്നു. പ്രാട്ടീന്‍-മിശ്രിതങ്ങളെ വേര്‍തിരിക്കാന്‍ ഇത്ര സമര്‍ഥമായ തന്ത്രം മറ്റൊന്നില്ല. എന്‍സൈമുകള്‍, ന്യൂക്ലിക്‌ അമ്ലങ്ങള്‍, പെപ്‌റ്റൈഡുകള്‍, അമിനോ അമ്ലങ്ങള്‍ മുതലായവയുടെ പൃഥക്കരണത്തിന്‌ ഈ വിധി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. പേപ്പര്‍-ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌ നടത്തുന്ന ഒരു മാര്‍ഗം ഇപ്രകാരമാണ്‌. അനുയോജ്യമായ ഒരു ബഫര്‍-ലായനി രണ്ടു പാത്രങ്ങളിലെടുത്ത്‌ അവ തമ്മില്‍ ഒരു ഫില്‍റ്റര്‍പേപ്പര്‍ നാടകൊണ്ടു ബന്ധിച്ച്‌ (നാടയുടെ ഓരോ അഗ്രവും ഓരോ പാത്രത്തില്‍ മുക്കിനിര്‍ത്തി) ലായനികളില്‍ പ്ലാറ്റിനം ഇലക്‌ട്രോഡുകള്‍ സ്ഥാപിച്ച്‌ ഒരു പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍-ഗ്രഡിയന്റ്‌ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നു. നാടയുടെ മധ്യത്തില്‍ പരീക്ഷണലായനിയുടെ ഒരു തുള്ളി ഒഴിക്കുമ്പോള്‍ ഉണ്ടാകുന്ന ബിന്ദു (പ്രാട്ടീന്‍ മിശ്രിതം) ഓരോ ഘടകത്തിന്റെയും പേപ്പറിന്‍മേല്‍ക്കൂടിയുള്ള വേഗം വ്യത്യസ്‌തമായതിനാല്‍ പലതായി വേര്‍തിരിയുന്നു. ആദ്യകാലപരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്ക്‌ ഫില്‍റ്റര്‍ പേപ്പറാണ്‌ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നതെങ്കിലും ഇപ്പോള്‍ സെല്ലുലോസ്‌ അസറ്റേറ്റ്‌, സ്റ്റാര്‍ച്ച്‌-ജെല്‍, പോളി അക്രിലമൈഡ്‌-ജെല്‍ മുതലായവയാണ്‌ കൂടുതലായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തിവരുന്നത്‌. ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്ന പക്ഷം പൃഥക്കരണം കൂടുതല്‍ വ്യക്തവും ഫലപ്രദവുമായിത്തീരുന്നു. രക്തത്തിലെ സിറം ഫില്‍റ്റര്‍പേപ്പര്‍ ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസില്‍ അഞ്ചു ഘടകങ്ങളെ മാത്രമേ കാണിക്കുന്നുള്ളൂ; എന്നാല്‍ പോളി അക്രിലമൈഡ്‌-ജെല്‍ ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്‍ ഇരുപത്തഞ്ചു ഘടകങ്ങള്‍ വേര്‍തിരിയുന്നതുകാണാം. സാധാരണ ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസില്‍ ജൈവപദാര്‍ഥങ്ങളുടെ തന്മാത്രാഭാരം നിര്‍ണയിക്കുക ബുദ്ധിമുട്ടാണ്‌. പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ ചാര്‍ജ്‌ വ്യത്യാസം കാരണമാണിത്‌. എന്നാല്‍ പോളിഅക്രിലമൈഡ്‌ ജെല്‍ ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസി(PAGE)ല്‍ പ്രാട്ടീന്‍ പദാര്‍ഥങ്ങളെ സോഡിയം ഡോഡെസൈല്‍ സള്‍ഫേറ്റ്‌ പോലുള്ള വസ്‌തുക്കളുമായി ചേര്‍ത്ത്‌ ചാര്‍ജ്‌ രഹിതമാക്കുകയാണ്‌ ചെയ്യുന്നത്‌. പേപ്പറിനുപകരം സിലിക്കാജെല്‍ പോലുള്ളവയുടെ കനം കുറഞ്ഞ പടലങ്ങളുപയോഗിച്ചും ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌ (thin layer electrophoresis) നടത്താം.
ബഹിര്‍ഗമിക്കുന്ന ചിമ്മിനി-വാതകങ്ങളില്‍നിന്നു കൊളോയ്‌ഡീയകണങ്ങള്‍ വീണ്ടെടുക്കുക, ദ്രാവകങ്ങളില്‍നിന്നും നിലംബിത-മാലിന്യങ്ങള്‍ നീക്കം ചെയ്യുക തുടങ്ങിയുള്ള മറ്റനേകം ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കും ഇലക്‌ട്രോഫോറസിസ്‌ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിവരുന്നു. നോ. കൊളോയ്‌ഡുകള്‍
(ഡോ. കെ.പി. ധര്‍മരാജയ്യര്‍)
