Electrophoresis คืออะไร? ทำความเข้าใจหลักการและประเภทที่ใช้ในห้องแล็บ

Electrophoresis หรือ อิเล็กโทรโฟรีซิส เป็นเทคนิคพื้นฐานที่ขาดไม่ได้ในงานชีววิทยาโมเลกุล ชีวเคมี และงานวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการ ไม่ว่าจะเป็นการตรวจ DNA จากคดีอาชญากรรม การวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรม หรืองานวิจัยระดับโมเลกุล ทุกอย่างล้วนอาศัยเทคนิคนี้ทั้งสิ้นค่ะ

⚡ Electrophoresis คืออะไร?

Electrophoresis คือเทคนิคการแยกโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้า (เช่น DNA, RNA, Protein) โดยอาศัยหลักการที่ว่า เมื่อโมเลกุลที่มีประจุถูกวางในสนามไฟฟ้า โมเลกุลเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วที่มีประจุตรงข้าม โดยอัตราการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับ ขนาดของโมเลกุล ประจุสุทธิ และความหนาแน่นของ matrix ที่ใช้

🔬 หลักการทำงานพื้นฐาน

โมเลกุลที่มีประจุลบ เช่น DNA จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก (Anode) ส่วนโมเลกุลขนาดเล็กจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าโมเลกุลขนาดใหญ่ ทำให้สามารถแยกโมเลกุลตามขนาดได้อย่างแม่นยำ ผลลัพธ์ที่ได้คือ band pattern ที่บอกขนาดและปริมาณของโมเลกุลที่ต้องการ

📋 ประเภทของ Electrophoresis ที่พบบ่อยในแล็บ

1. Agarose Gel Electrophoresis — สำหรับ DNA และ RNA

เป็นเทคนิคที่ใช้บ่อยที่สุดในงาน molecular biology ใช้แยก DNA fragment ตามขนาด (bp) วิธีนี้ง่าย รวดเร็ว และราคาไม่แพง เหมาะสำหรับตรวจสอบผลจาก PCR, restriction digest หรือ DNA extraction

• Matrix: Agarose (ความเข้มข้น 0.8–2.0% ขึ้นอยู่กับขนาด fragment)

• Buffer: TAE (Tris-Acetate-EDTA) หรือ TBE (Tris-Borate-EDTA)

• Staining: Ethidium Bromide (EtBr) หรือ SYBR Green (ปลอดภัยกว่า)

• แรงดันไฟฟ้า: 80–120 V, ระยะเวลา 30–60 นาที

2. SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis) — สำหรับ Protein

SDS-PAGE ใช้แยกโปรตีนตามขนาด (kDa) โดย SDS ทำหน้าที่ denature โปรตีนและทำให้มีประจุลบสม่ำเสมอ ทำให้การแยกขึ้นอยู่กับขนาดเพียงอย่างเดียว ใช้กันแพร่หลายในงาน Western Blot และการวิเคราะห์โปรตีนทั่วไป

• Gel: Polyacrylamide (Acrylamide/Bis-acrylamide) ความเข้มข้น 8–15%

• SDS: Sodium Dodecyl Sulfate (CAS 151-21-3) ทำให้โปรตีนมีประจุลบสม่ำเสมอ

• Buffer: Tris-Glycine Running Buffer (pH 8.3)

• Staining: Coomassie Brilliant Blue R-250 (CAS 6104-58-1) หรือ Silver Stain (ความไวสูงกว่า 100 เท่า)

3. Native PAGE — Electrophoresis ในสภาพ Native

ต่างจาก SDS-PAGE คือไม่มีการ denature โปรตีน ทำให้สามารถศึกษา protein-protein interaction, enzyme activity และ conformation ของโปรตีนได้ เหมาะสำหรับงานที่ต้องการโปรตีนในสภาพ active

4. 2D Electrophoresis (Two-Dimensional) — วิเคราะห์ Proteome

เป็นเทคนิคขั้นสูงที่แยกโปรตีนใน 2 มิติ มิติแรกแยกตาม isoelectric point (pI) ด้วย IEF (Isoelectric Focusing) มิติที่สองแยกตามขนาดด้วย SDS-PAGE ให้ resolution สูงมาก สามารถแยกโปรตีนได้หลายพันชนิดในคราวเดียว

🧪 สารเคมีและอุปกรณ์สำคัญที่ต้องใช้

สำหรับ Agarose Gel Electrophoresis ต้องใช้ Agarose powder, Ethidium Bromide หรือ SYBR Green, Tris base, Acetic acid, EDTA, Loading dye และ DNA Ladder/Marker สำหรับ SDS-PAGE ต้องใช้ Acrylamide/Bis-acrylamide, SDS, TEMED, Ammonium Persulfate (APS), Tris-HCl, Glycine, Beta-mercaptoethanol, Coomassie Blue และ Protein Ladder

VD Integrate จำหน่ายสารเคมีและอุปกรณ์สำหรับงาน Electrophoresis ครบชุด ทั้งจาก MERCK, Sigma-Aldrich, QREC และ Himedia พร้อมให้คำปรึกษาในการเลือก grade และขนาดบรรจุที่เหมาะสมกับงานวิจัยของคุณ

⚠️ ข้อควรระวังในการทำ Electrophoresis

• Ethidium Bromide เป็นสาร mutagen ต้องสวมถุงมือและปฏิบัติในพื้นที่ที่กำหนดเสมอ

• Acrylamide monomer เป็น neurotoxin ต้องระวังการสัมผัสโดยตรง หลังจาก polymerize แล้วถือว่าปลอดภัยกว่า

• ขณะ run gel ห้ามสัมผัสขั้วไฟฟ้าโดยตรง — แรงดัน 100–200V เป็นอันตราย

• Beta-mercaptoethanol มีกลิ่นฉุนรุนแรง ต้องใช้ใน fume hood เสมอ

💡 Tips สำหรับผู้เริ่มต้น

• เริ่มด้วย Agarose 1% สำหรับ DNA ขนาด 500–5,000 bp จะเห็นผลชัดเจนที่สุด

• ตรวจสอบ pH ของ buffer เสมอก่อน run — TAE pH ควรอยู่ที่ 8.0–8.5

• ถ้า band เบลอหรือ smear ลองลด voltage และเพิ่มเวลา run

• เก็บ Agarose gel ที่เตรียมแล้วในตู้เย็น 4°C ได้นาน 2–4 สัปดาห์ ห่อด้วย plastic wrap

• ใช้ SYBR Green แทน EtBr เพื่อความปลอดภัยสูงกว่า sensitivity ดีใกล้เคียงกัน

สนใจสั่งซื้อสารเคมีและอุปกรณ์สำหรับงาน Electrophoresis ติดต่อ VD Integrate ได้เลยค่ะ โทร 02-805-5499 หรือ Line: @vd-i ทีมงานพร้อมให้คำปรึกษาการเลือก grade และขนาดที่เหมาะสมกับงานวิจัยของคุณทุกวันจันทร์-ศุกร์ 8:30–17:30 น.