Αγαρόζη vs Πολυακρυλαμίδιο
Η αγαρόζη και το πολυακρυλαμίδιο είναι και τα δύο υδατοδιαλυτά πολυμερή, αλλά, μεταξύ τους, μπορούν να φανούν πολλές διαφορές, ξεκινώντας από την προέλευσή τους. Τόσο η αγαρόζη όσο και το πολυακρυλαμίδιο έχουν κάτι κοινό στην ικανότητά τους να σχηματίζουν πορώδεις μήτρες γέλης. Παρόλα αυτά, υπάρχει μια σειρά από διακριτές διαφορές μεταξύ των δύο. Οι κύριες διαφορές μεταξύ των δύο αυτών πολυμερών έγκεινται στη φύση προέλευσής τους, τη χημική δομή, τις διαφορετικές χρήσεις τους και την απόδοσή τους όσον αφορά την ηλεκτροφόρηση γέλης.
Τι είναι η αγαρόζη;
Η αγαρόζη είναι ένα φυσικά απαντώμενο γραμμικό πολυμερές που με τη σειρά του προέρχεται από ένα σύνθετο πολυμερές που ονομάζεται άγαρ που βρίσκεται στα φύκια. Η αγαρόζη εξάγεται από το άγαρ με την αφαίρεση του πρωτεϊνικού συστατικού του που ονομάζεται αγαροπηκτίνη. Η αγαρόζη είναι αυτή που δίνει στο άγαρ την ικανότητά του να σχηματίζει πηκτώματα.
Η κύρια χρήση της αγαρόζης είναι σε μικροβιολογικές και μοριακές βιολογικές μελέτες. Σε μικροβιολογικές μελέτες, η αγαρόζη, όταν συμπληρώνεται με κατάλληλα θρεπτικά συστατικά, παρέχει μια σταθερή βάση για την καλλιέργεια μικροοργανισμών όπως βακτήρια και μύκητες. Όταν χρησιμοποιείται σε ημιστερεές συγκεντρώσεις, μπορεί να είναι χρήσιμο για την αξιολόγηση της κινητικότητας αυτών των μικροοργανισμών. Στη μοριακή βιολογία, χρησιμεύει ως σημαντικό εργαλείο για μια από τις πιο θεμελιώδεις διαδικασίες ανάλυσης που ονομάζεται «ηλεκτροφόρηση γέλης» ή «ηλεκτροφόρηση γέλης αγαρόζης» (AGE). Η ηλεκτροφόρηση γέλης είναι μια διαδικασία που επιτρέπει την ανάλυση ή τον διαχωρισμό νουκλεϊκών οξέων ή πρωτεϊνών με βάση το μέγεθος και το φορτίο τους. Εδώ, η αγαρόζη χρησιμεύει ως ένα πορώδες πήκτωμα που μοιάζει με κόσκινο μέσω του οποίου γίνεται ο διαχωρισμός.
Δομή αγαρόζης
Τι είναι το πολυακρυλαμίδιο;
Το πολυακρυλαμίδιο είναι ένα συνθετικό πολυμερές και χρησιμοποιείται σε μεγάλη ποικιλία βιομηχανιών. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η χρήση του βασίζεται στην ικανότητά του να σχηματίζει τζελ. Ωστόσο, εκτός από αυτό, η ικανότητά του να συγκρατεί και να αποστραγγίζει νερό σε διαφορετικές συγκεντρώσεις αξιοποιείται επίσης σε διάφορες βιομηχανίες.
Η πιο διαδεδομένη και κοινή χρήση του πολυακρυλαμιδίου είναι στην επεξεργασία λυμάτων. Εδώ, χρησιμοποιείται ως κροκιδωτικός παράγοντας για την αφαίρεση οποιουδήποτε αιωρούμενου οργανικού υλικού. ως εκ τούτου, βελτιώνει τη θολότητα και καθαρίζει το νερό. Μια άλλη χρήση του πολυακρυλαμιδίου είναι στη βιομηχανία χαρτιού. Εδώ, χρησιμοποιείται είτε για τη συγκράτηση είτε για την αποστράγγιση του νερού από τον πολτό χαρτιού όπως απαιτείται. Ομοίως, στη γεωργική και στις κατασκευαστικές βιομηχανίες, χρησιμοποιείται ως εδαφοβελτιωτικό για την πρόληψη της διάβρωσης του εδάφους και τη βελτίωση της ποιότητάς του.
Όπως η αγαρόζη, έτσι και το πολυακρυλαμίδιο χρησιμοποιείται στη μοριακή βιολογία ως σημαντικό εργαλείο ανάλυσης σε μια παρόμοια διαδικασία που ονομάζεται «ηλεκτροφόρηση γέλης πολυακρυλαμιδίου» (PAGE). Εκτός από όλα αυτά, το πολυακρυλαμίδιο χρησιμοποιείται επίσης στην επεξεργασία μεταλλευμάτων και την κατασκευή κροκιδωτικού παράγοντα για την αφαίρεση οποιουδήποτε αιωρούμενου οργανικού υλικού. ως εκ τούτου, βελτιώνει τη θολότητα και καθαρίζει το νερό. Μια άλλη χρήση του πολυακρυλαμιδίου είναι στη βιομηχανία χαρτιού. Εδώ, χρησιμοποιείται είτε για τη συγκράτηση είτε για την αποστράγγιση του νερού από τον πολτό χαρτιού όπως απαιτείται. Ομοίως, στη γεωργική και κατασκευαστική βιομηχανία, χρησιμοποιείται ως εδαφοβελτιωτικό για την πρόληψη της διάβρωσης του εδάφους και τη βελτίωση της ποιότητάς του. Εκτός από όλα αυτά, το πολυακρυλαμίδιο χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή πρόσθετων τροφίμων, μαλακών φακών επαφής και υφασμάτων.
Δομή πολυακρυλαμιδίου
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αγαρόζης και πολυακρυλαμιδίου;
Προέλευση αγαρόζης και πολυακρυλαμιδίου:
Αγαρόζη: Η αγαρόζη είναι ένα πολυμερές φυσικής προέλευσης. Προέρχεται από φύκια.
Πολυακρυλαμίδιο: Το πολυακρυλαμίδιο είναι συνθετικής προέλευσης και δεν βρίσκεται υπό καμία φυσική περίσταση.
Μοριακός τύπος αγαρόζης και πολυακρυλαμιδίου:
Αγαρόζη: Ο μοριακός τύπος της αγαρόζης είναι C24H38O19.
Πολυακρυλαμίδιο: Ο μοριακός τύπος του πολυακρυλαμιδίου είναι (C 3H5ΟΧΙ)n.
Χημική δομή αγαρόζης και πολυακρυλαμιδίου:
Αγαρόζη: Η αγαρόζη είναι ένας γραμμικός πολυσακχαρίτης. Αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μονάδες δισακχαρίτη που ονομάζονται αγροβιόζη που συγκρατούνται μαζί με δεσμούς υδρογόνου.
Πολυακρυλαμίδιο: Το πολυακρυλαμίδιο είναι ένα χημικά διασυνδεδεμένο πολυμερές. Αποτελείται από μονομερή ακρυλαμιδίου και έναν παράγοντα διασύνδεσης Ν, Ν'-μεθυλενοδισακρυλαμίδιο.
Τοξικότητα αγαρόζης και πολυακρυλαμιδίου:
Αγαρόζη: Τόσο η αγαρόζη όσο και η αγροβιόζη της μονάδας μονομερούς της είναι μη τοξικά στη φύση τους.
Πολυακρυλαμίδιο: Η μονομερής μονάδα του πολυακρυλαμιδίου, το ακρυλαμίδιο, είναι μια υποτιθέμενη καρκινογόνος ουσία και γνωστή νευροτοξίνη, ενώ η πολυμερισμένη μορφή της είναι μη τοξική στη φύση της.
Χαρακτηριστικά πηκτωμάτων αγαρόζης και πολυακρυλαμιδίου:
AGE και PAGE:
Αγαρόζη: Η προετοιμασία γέλης αγαρόζης για την AGE είναι λιγότερο χρονοβόρα, εύκολη και απλή και δεν απαιτεί εκκινητή ή καταλύτη πολυμερισμού.
Πολυακρυλαμίδιο: Η προετοιμασία γέλης πολυακρυλαμιδίου για PAGE είναι χρονοβόρα και κουραστική και απαιτεί επίσης έναν εκκινητή (υπερθειικό αμμώνιο) και καταλύτη πολυμερισμού (N, N, N', N'-τετραμεθυλαιθυλενοδιαμίνη - TEMED).
Φύση:
Τα τζελ πολυακρυλαμιδίου είναι χημικά πιο σταθερά από τα τζελ αγαρόζης.
Μέγεθος Πόρων:
Δεδομένης της ίδιας συγκέντρωσης, οι μήτρες γέλης πολυακρυλαμιδίου τείνουν να έχουν μικρότερο μέγεθος πόρων σε σύγκριση με αυτό μιας μήτρας γέλης αγαρόζης.
Μεταβολή μεγέθους πόρων:
Το μέγεθος των πόρων των πηκτωμάτων πολυακρυλαμιδίου μπορεί να αλλάξει με πιο ελεγχόμενο τρόπο από αυτό των πηκτωμάτων αγαρόζης.
Ισχύς επίλυσης:
Τα τζελ πολυακρυλαμιδίου έχουν υψηλή ικανότητα διαχωρισμού ενώ τα τζελ αγαρόζης έχουν χαμηλή ικανότητα διαχωρισμού.
Ενδεχόμενο νουκλεϊκό οξύ:
Τα πηκτώματα πολυακρυλαμιδίου μπορούν να φιλοξενήσουν μεγαλύτερες ποσότητες νουκλεϊκού οξέος από τα πηκτώματα αγαρόζης για μέσο διαχωρισμού.
