12.1 நுண்ணோக்கியல்

உயிரியல் ஆய்வுகளையும் ஆராய்ச்சிகளையும் நுண்ணோக்கி இல்லாமல் கற்பனை செய்ய முடியாது, ஏனெனில் அது நம் கண்களின் வரம்பிற்கு அப்பாற்பட்ட ஒன்றைப் பார்க்க உதவுகிறது. இன்று, நுண்ணோக்கியல் தொழில்நுட்பம் மிகவும் மேம்பட்டுவிட்டது, ஒரு ஆராய்ச்சியாளர் மிக நுண்ணிய கட்டமைப்பின் மிகவும் பெரிதாக்கப்பட்ட படத்தை மட்டுமல்லாமல், அத்தகைய பொருட்களின் முப்பரிமாண கட்டமைப்பையும் காட்சிப்படுத்த முடியும். சக்திவாய்ந்த மின்னணு நுண்ணோக்கி தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, பாக்டீரியா மற்றும் வைரஸ்களின் டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் கூட காட்சிப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

முதல் நுண்ணோக்கியின் பயன்பாடு 1665 ஆம் ஆண்டுக்கு திரும்பிச் செல்கிறது, பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளர் ராபர்ட் ஹூக் பெரிதாக்கும் வில்லைகளின் கலவையைப் பயன்படுத்தி (படம் 12.1) ஒரு எளிய நுண்ணோக்கியை வடிவமைத்து, கார்க் துண்டுகளைக் கவனித்து, அந்த தேன்கூடு போன்ற கட்டமைப்பிற்கு செல்லுலே அல்லது செல் என்ற சொல்லை உருவாக்கினார். 1838 ஆம் ஆண்டில் மத்தியாஸ் ஜேக்கப் ஸ்லெய்டன் மற்றும் தியோடர் ஸ்வான் தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளில் உள்ள செல்களைக் கவனித்த அடிப்படையில் செல் கோட்பாட்டை முன்மொழிந்ததை நீங்கள் அறிவீர்கள்.

படம். 12.1: நுண்ணோக்கி

12.1.1 பெரிதாக்குதல் மற்றும் தீர்மானம்

நுண்ணோக்கியல் தொழில்நுட்பம் அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ள கொள்கையில் இப்போது கவனம் செலுத்துவோம். நுண்ணோக்கி போன்ற ஒரு ஒளியியல் கருவிக்கு இரண்டு ஒளியியல் பண்புகள் மிகவும் முக்கியமானவை. ஒன்று பெரிதாக்கும் திறன், மற்றொன்று தீர்க்கும் திறன்.

ஒரு நுண்ணோக்கியின் பெரிதாக்குதல் அல்லது பெரிதாக்கும் திறன் என்பது விழித்திரை படத்தின் அளவை அதிகரிக்கக்கூடிய திறனாகும். எனவே எளிமையான சொற்களில் பெரிதாக்குதல் என்பது -

நுண்ணோக்கியின் உதவியுடன் விழித்திரை படத்தின் அளவு நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தாமல் விழித்திரை படத்தின் அளவு

இயற்பியலில் நீங்கள் படித்திருக்கலாம், ஒரு வில்லையின் பெரிதாக்குதல் (M) பின்வரும் சூத்திரங்களின்படி அளவிடப்படுகிறது (இதில் $f$ என்பது வில்லையின் குவிய நீளம் மற்றும் $d$ என்பது பொருளின் வில்லையிலிருந்து உள்ள தூரம்).

$$ M=\frac{f}{f-d} $$

பொதுவாக, ஆய்வகத்தில் பயன்படுத்தப்படும் நுண்ணோக்கி ஒரு கூட்டு நுண்ணோக்கியாகும், இதில் இரண்டு தொகுப்பு வில்லைகள் உள்ளன. ஒன்று பொருள் வில்லை என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது பார்க்கப்பட வேண்டிய பொருளுக்கு அருகில் இருக்கும், மற்றொன்று கண்ணருகு வில்லை, இதன் மூலம் பார்ப்பவர் பார்க்கிறார். பொருளின் பெரிதாக்கப்பட்ட படத்தைப் பார்க்க ஒளியின் பாதைக்கு பொருள், பொருள் வில்லை, கண்ணருகு வில்லை மற்றும் பார்ப்பவரின் கண் ஒரே வரிசையில் இருக்க வேண்டும் என்பதைக் குறிப்பிட வேண்டியதில்லை. எளிமையான சொற்களில், ஒரு நுண்ணோக்கியின் பெரிதாக்குதல் என்பது பொருள் வில்லையின் பெரிதாக்கும் திறன் மற்றும் கண்ணருகு வில்லையின் பெரிதாக்கும் திறன் ஆகியவற்றின் பெருக்கற்பலன் ஆகும் $\left(\mathrm{M} _{\mathrm{o}} \times \mathrm{M} _{\mathrm{e}}\right)$.

தீர்க்கும் திறன் என்பது ஒரு நுண்ணோக்கியின் மற்றொரு முக்கியமான பண்பு ஆகும், இது ஒன்றுக்கொன்று மிக அருகில் அமைந்துள்ள இரண்டு பொருட்களின் தனித்தனி படங்களை உருவாக்கும் திறனாகும். இது இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையே உள்ள மிகச்சிறிய தூரத்தால் அளவிடப்படலாம்.

12.1.2 ஒளி நுண்ணோக்கியின் செயல்பாடு

முந்தைய வகுப்பில் ஒரு கூட்டு நுண்ணோக்கியின் கட்டமைப்பைப் பற்றி நீங்கள் ஏற்கனவே படித்திருக்கிறீர்கள், இன்னும் மீண்டும் சொல்ல வேண்டுமென்றால், படம் 12.1 இல் நீங்கள் காணக்கூடியது போல, ஒரு கூட்டு நுண்ணோக்கி ஒரு அடித்தளத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதில் ஒரு மேடை ஒரு மைய துளையுடன் பொருத்தப்பட்டிருக்கும். அடித்தளத்தில் ஒரு கை பொருத்தப்பட்டிருக்கும், அதில் ஒரு உடல் குழாய் மேடையின் துளையுடன் சீரமைக்கும் வகையில் பொருத்தப்பட்டிருக்கும். உடல் குழாயின் கீழ் முனையில், ஒரு மூக்குத் துண்டு பொருத்தப்பட்டிருக்கும், அதில் இரண்டு முதல் நான்கு பொருள் வில்லைகள் இருக்கலாம். மூக்குத் துண்டைச் சுழற்றுவதன் மூலம், பொருள் வில்லைகளில் ஒன்றை மேடையில் உள்ள துளைக்கு மேலே வைக்கலாம், அங்கு பார்க்கப்பட வேண்டிய பொருள் ஒரு கண்ணாடி ஸ்லைட்டில் வைக்கப்படுகிறது. உடல் குழாயின் மேல் முனையில், ஒரு கண்ணருகு வில்லை பொருத்தப்பட்டிருக்கிறது, அதன் மூலம் ஒரு பார்ப்பவர் நுண்ணோக்கியின் கீழ் பார்க்க முடியும். கையில் சரிசெய்தல் திருகுகள் (மொத்தமான மற்றும் நுண்ணிய) உள்ளன, அவை மேடையில் உள்ள பொருளிலிருந்து பொருள் வில்லையின் தூரத்தை சரிசெய்ய உதவுகின்றன. மேடையின் கீழ், ஒளியின் மூலம் உள்ளது (இது ஒரு பிரதிபலிப்பு கண்ணாடி அல்லது பொருளை ஒளிரச் செய்யும் ஒரு விளக்கு மற்றும் பொருள் வில்லை மற்றும் கண்ணருகு வில்லை மூலம் படத்தை உருவாக்குவதை எளிதாக்கும்). கூடுதலாக, ஒளி மூலத்திற்கும் மேடைக்கும் இடையில் ஒரு குவிப்பான் உள்ளது, இது பொருளின் மீது ஒளியை குவிப்பதில் முக்கியமானது. படம் 12.2 ஒரு கூட்டு நுண்ணோக்கியில் ஒளியின் பாதையையும் காட்டுகிறது. பொருள் வில்லைகள் மற்றும் கண்ணருகு வில்லைகள் இரண்டும் வெவ்வேறு பெரிதாக்கும் திறனைக் கொண்டிருப்பதை நீங்கள் கவனித்திருக்கலாம். ஒரு மாணவர் நுண்ணோக்கியில், கண்ணருகு வில்லையின் பெரிதாக்கும் திறன் $10 \times$ அல்லது $15 x$ ஆகவும், மூக்குத் துண்டில் பொருத்தப்பட்டுள்ள வெவ்வேறு பொருள் வில்லைகளின் பெரிதாக்கும் திறன் $4 \times$, $10 x, 40 / 45 x$ மற்றும் $100 x$ ஆகவும் உள்ளது. இப்போது விவாதிக்கப்பட்ட நுண்ணோக்கியல் தொழில்நுட்பம் பிரகாசமான புல நுண்ணோக்கியல் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் பார்க்கப்பட வேண்டிய பொருளை ஒளிரச் செய்ய ஒளி பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே, பொருளின் வெவ்வேறு பகுதிகளை வேறுபடுத்துவதற்காக, அதே குறிப்பிட்ட சாயங்கள் அல்லது கறை பூசப்படுகிறது. கார்மைன், ஈயோசின், சாஃப்ரானின், மெத்திலீன் ப்ளூ, ஜிம்சா போன்றவை ஒளி நுண்ணோக்கிக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் சில கறைகள் ஆகும்.

படம். 12.2: ஒளி நுண்ணோக்கி

12.1.3 நுண்ணோக்கியலின் வெவ்வேறு வடிவங்கள்

திசுக்கள் / செல்களின் உள் அமைப்பின் நுண்ணிய விவரங்களைப் படிப்பது மிகவும் வேறுபட்டது, அதை ஒளி நுண்ணோக்கியல் மட்டுமே அடைய முடியாது. எனவே, ஒன்று அல்லது மற்றொரு வகையான கையாளுதல்களைச் செய்வதன் மூலம், மிகவும் வேறுபட்ட வடிவங்களின் நுண்ணோக்கியல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அத்தகைய ஒரு கையாளுதலில், மைய குவிப்பானிலிருந்து பொருளின் மீது விழும் ஒளி ஒரு வட்டு மூலம் தடுக்கப்பட்டு, பொருளின் ஒளிர்வு ஒரு சாய்ந்த ஒளிக்கற்றை மூலம் செய்யப்படுகிறது, இது ஸ்லைட்டில் இருந்து பிரதிபலிக்கப்படுகிறது மற்றும் படம் இருண்ட பின்னணிக்கு எதிராக ஒளிர்விக்கப்படுகிறது. எனவே, அத்தகைய நுண்ணோக்கியல் இருண்ட புல நுண்ணோக்கியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மைட்டோகாண்ட்ரியா, கருக்கள், கலவைகள் போன்றவை இதைப் பயன்படுத்தி எளிதாகக் கண்டறியப்படலாம். இதேபோல், கட்ட மாறுபாடு நுண்ணோக்கியல் என்று அழைக்கப்படும் வேறுபட்ட வடிவத்தில், ஒளியின் அலை வீச்சு மற்றும் கட்டம் வெளிப்படையான பொருளைக் கடந்து செல்வது மாற்றப்படுகிறது. இந்த மாற்றம் பொருள் அல்லது மாதிரியின் பகுதியின் அடர்த்தியைப் பொறுத்தது. அடர்த்தி ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருக்கும் பகுதியில் இத்தகைய மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும், இதன் விளைவாக, பொருளின் வெவ்வேறு பகுதிகளின் மாறுபட்ட மாறுபாடு காணப்படுகிறது. இது குறிப்பாக செல் உறுப்புகள் மற்றும் குரோமோசோம்களைப் படிப்பதில் உதவுகிறது. பொருள் அல்லது மாதிரியை சில குறிப்பிட்ட சாயத்தால் கறைபடுத்துவது வழக்கமாக செய்யப்படுகிறது. சில சிறப்பு வகை சாயங்கள் உள்ளன, எ.கா., அக்ரிடின் ஆரஞ்சு, பிஸ்பென்சிமைடு, மெரோசயனின் (ஃப்ளோரோஃபோர்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது). இந்த சாயங்கள் ஒளிர்விக்கப்பட்ட பிறகு நீண்ட அலைநீளத்தின் ஒளியை வெளியிடும் திறன் கொண்டவை, இது ஒரு பண்பு ஃப்ளோரோசென்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, ஃப்ளோரோஃபோர் கறைபடுத்தப்பட்ட பொருள் மிகவும் ஒளிர்வாகவும், பயன்படுத்தப்படும் சாயத்தைப் பொறுத்து வெவ்வேறு நிறத்திலும் தோன்றுகிறது. ஃப்ளோரோசென்ஸ் நுண்ணோக்கியில், அதே கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது. பார்க்கப்பட வேண்டிய பொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதி உறுப்பு அல்லது மூலக்கூறைப் படிக்க ஃப்ளோரோஃபோருடன் கறைபடுத்தப்படுகிறது. ஃப்ளோரோசென்ஸ் நுண்ணோக்கியின் கீழ் பொருளை ஒளிர்வித்த பிறகு, குறிப்பாக கறைபடுத்தப்பட்ட பகுதி எளிதாகக் காணப்படுகிறது அல்லது கவனிக்கப்படுகிறது. இது தொற்று மற்றும் நோயெதிர்ப்பு நோயறிதலின் காரணத்தை அறிய பாக்டீரியா அல்லது வைரஸ்களை அடையாளம் காண உதவுகிறது.

மின்னணு நுண்ணோக்கியல் என்பது மிகவும் அதிநவீன தொழில்நுட்பமாகும், இதில் ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டிய பொருள் மின்னணு கற்றை மூலம் குண்டுவீசப்படுகிறது, இது புலப்படும் ஒளியை விட அலைநீளத்தில் தோராயமாக $1,00,000$ மடங்கு குறுகியது. ஒரு மின்னணு நுண்ணோக்கியில் உள்ள மின்னணு கற்றை மின்காந்த வில்லைகளின் உதவியுடன் படத்தை பெரிதாக்குகிறது. மின்னணுவின் முழுப் பாதையும் வெற்றிடத்தில் உள்ளது மற்றும் உருவாக்கப்பட்ட படம் ஒரு ஃப்ளோரோசென்ட் திரையில் காணப்படுகிறது மற்றும் கண்ணருகு வில்லை மூலம் அல்ல. மின்னணுவின் மிகக் குறுகிய அலைநீளம் காரணமாக, ஒரு மின்னணு நுண்ணோக்கியால் உருவாக்கப்பட்ட படம் மிக அதிக தீர்மானத்தைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டு வகையான மின்னணு நுண்ணோக்கியல் பயன்படுத்தப்படுகிறது; செலுத்து மின்னணு நுண்ணோக்கியல் மற்றும் வருடு மின்னணு நுண்ணோக்கியல். செலுத்து மின்னணு நுண்ணோக்கியில், பொருள் அல்லது மாதிரியின் மிக மெல்லிய கன உலோக உப்பு (ஈயம், டங்ஸ்டன் போன்றவை) பூசப்பட்ட பகுதி மின்னணு கற்றை அதன் வழியாக சென்று படத்தை உருவாக்கும் வகையில் வைக்கப்படுகிறது. மின்னணு நுண்ணோக்கியின் மற்றொரு தொழில்நுட்பத்தில், பொருளின் தங்கம் அல்லது பிளாட்டினம் பூசப்பட்ட மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கும் மின்னணு கற்றை படத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த தொழில்நுட்பத்தில், பொருளின் மேற்பரப்பின் மிகவும் பெரிதாக்கப்பட்ட மற்றும் தீர்க்கப்பட்ட படம் உருவாக்கப்படுகிறது, எனவே, இது வருடு மின்னணு நுண்ணோக்கியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கடந்த இரண்டு மூன்று தசாப்தங்களில், இன்னும் மேலும் அதிநவீன நுண்ணோக்கி படமாக்கல் தொழில்நுட்பம் உருவாக்கப்பட்டு பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது கன்ஃபோகல் நுண்ணோக்கியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. கன்ஃபோகல் நுண்ணோக்கியல் நிலையான செல்கள்/திசுக்களுக்குள் விரிவான கட்டமைப்புகளைத் தீர்ப்பதில் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது மற்றும் பொருட்களின் கூர்மையான படங்களைத் தருகிறது. கன்ஃபோகல் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி ஒரு பொருளைப் பரிசோதிக்க, அது முதலில் ஃப்ளோரோசென்ட் முறையில் குறிக்கப்பட்டு, பின்னர் ஒரு கன்ஃபோகல் நுண்ணோக்கியின் கீழ் உயர் தீர்மானத்தில் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது.

12.2 மையவிலக்கு

அனைத்து உயிரினங்களின் செல்களிலும் புரதங்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள் போன்ற பல்வேறு உயிர் மூலக்கூறுகளைப் பற்றி நீங்கள் படித்திருக்கிறீர்கள். இந்த உயிர் மூலக்கூறுகளைப் படிக்க, நீங்கள் ஒன்று அல்லது மற்றொரு பிரிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி அவற்றை தனிமைப்படுத்த வேண்டும். மையவிலக்கு என்பது அத்தகைய ஒரு நுட்பமாகும், இதில் துகள்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் அவற்றின் அடர்த்திகளின் அடிப்படையில் ஈர்ப்பு விசையின் (g) செல்வாக்கின் கீழ், அவற்றை ஒரு அச்சைச் சுற்றி ஒரு கரைசலில் மையவிலக்கு விசையைப் பயன்படுத்தி அதிவேகத்தில் சுழற்றுவதன் மூலம் பிரிக்கப்படுகின்றன. பயன்படுத்தப்படும் உபகரணம் மையவிலக்கு என்று அழைக்கப்படுகிறது (படம் 12.3), இது அதன் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து வெவ்வேறு வகைகளாகும். இது ஒரு அடித்தளம், ஒரு சுழலும் கொள்கலன் (சுழலும் பாத்திரம்/ரோட்டர்) மற்றும் ஒரு மூடியைக் கொண்டுள்ளது.

படம். 12.3: மையவிலக்கின் அடிப்படை கட்டமைப்பு

சுழலும் பாத்திரத்தில் பல மையவிலக்கு குழாய்கள் உள்ளன. செல் சாறு அல்லது கலவை மையவிலக்கு குழாய்களில் எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டு, விரும்பிய வேகத்தில் (நிமிடத்திற்கு புரட்சி; ஆர்பிஎம்) ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு சுழல அனுமதிக்கப்படுகிறது, இது மையவிலக்கு குழாய்களின் அடிப்பகுதியில் துகள் பொருளின் தங்குதலை ஏற்படுத்துகிறது.

12.2.1 வண்டல் அடிப்படைக் கொள்கைகள்

வண்டல் என்பது தொங்கலில் உள்ள துகள்கள் அவை சிக்கிக்கொண்டிருக்கும் திரவத்திலிருந்து வெளியேறி, ஒரு தடையில் ஓய்வெடுக்கும் போக்கு ஆகும். இது அவற்றின் மீது செயல்படும் சக்திகளுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில், திரவத்தின் வழியாக அவற்றின் இயக்கத்தின் காரணமாகும். இந்த சக்திகள் ஈர்ப்பு மற்றும் மையவிலக்கு சக்திகளால் ஏற்படலாம்.

12.2.2 மையவிலக்குகளின் வகைகள்

வெவ்வேறு வகையான மையவிலக்குகள் வணிகரீதியாக கிடைக்கின்றன. ஆராய்ச்சி நோக்கங்களுக்காக பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மையவிலக்குகள்:

• மேசை மேல்/மருத்துவ மையவிலக்கு அல்லது மைக்ரோஃப்யூஜ்
• அதிவேக மையவிலக்கு
• அல்ட்ராசென்ட்ரிஃப்யூஜ்
• வேறுபட்ட மையவிலக்கு

பெரிய திறன் தயாரிப்பு மையவிலக்குகள், அதிவேக குளிரூட்டப்பட்ட மையவிலக்குகள் மற்றும் அல்ட்ராசென்ட்ரிஃப்யூஜ்கள் மையவிலக்குகளின் முக்கிய வகைகள்.

கொள்கை மற்றும் பயன்பாட்டின் அடிப்படையில், பின்வரும் வகையான மையவிலக்குகள் செய்யப்படுகின்றன-

வேறுபட்ட மையவிலக்கு-இது வெவ்வேறு அளவு மற்றும் அடர்த்தியின் துகள்களின் வண்டல் விகிதத்தில் (மையவிலக்கு விசை) உள்ள வேறுபாடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இது பெரிய செல்லுலார் கட்டமைப்புகள், அணு பின்னம், மைட்டோகாண்ட்ரியா, குளோரோபிளாஸ்ட்கள் அல்லது பெரிய புரதத்தை பிரிக்க பயன்படுகிறது.

அடர்த்தி-சாய்வு மையவிலக்கு-ஒத்த அளவு கொண்ட ஆனால் அடர்த்தியில் வேறுபடும் உயிரியல் துகள்களை பிரிக்க, அடர்த்தி சாய்வு மையவிலக்கைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த வகை மையவிலக்கில், மையவிலக்கு குழாய்களில் ஒரு அடர்த்தி சாய்வு உருவாக்கப்படுகிறது. அவற்றின் அடர்த்தியைப் பொறுத்து, வெவ்வேறு மூலக்கூறுகள் வெவ்வேறு நிலைகளில் வண்டல் செய்யப்படுகின்றன. கனமான மூலக்கூறுகள் வெளிப்புறமாக நகரும் மற்றும் இலகுவானவை மையவிலக்கு குழாய்களின் உள் பகுதியில் இருக்கும். அடர்த்தியில் வேறுபாடு அதிகமாக இருந்தால், அவை வேகமாக நகரும்.

அல்ட்ராசென்ட்ரிஃப்யூஜேஷன்- மூலக்கூறுகளை பிரிக்க மிக அதிவேகத்தில், அதாவது $100,000 \mathrm{x} / \mathrm{g}$ அல்லது அதற்கு மேல் மையவிலக்கு மேற்கொள்ளப்படும்போது, அது அல்ட்ராசென்ட்ரிஃப்யூஜேஷன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அல்ட்ராசென்ட்ரிஃப்யூஜில், செல் செறிவு பரவல் சரியான அளவீட்டிற்கு உயிரியல் துகள்கள் வழியாக ஒளி செல்ல அனுமதிக்க வேண்டும்.

12.3 மின்பகுளியியல்

மின்பகுளியியல் என்பது ஒரு மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் மேக்ரோமாலிக்யூல்களின் மின்னூட்டம் முதல் நிறை விகிதத்தின் அடிப்படையில் பிரிப்பதற்கான ஒரு முறையாகும். மின்பகுளியியல் என்பது ஒரு கிரேக்க வார்த்தையாகும், அதாவது ‘எலக்ட்ரான்களைத் தாங்குதல்’. முன்னொட்டு எலக்ட்ரோ என்பது மூலக்கூறுகளை இடம்பெயர்ந்து செல்ல தேவையான மின்சாரத்தைக் குறிக்கிறது மற்றும் பின்னொட்டு போரிசிஸ் என்பது ‘இடம்பெயர்வு’ அல்லது ‘இயக்கம்’ என்று பொருள். 1807 ஆம் ஆண்டில் ரஷ்ய பேராசிரியர்கள் பீட்டர் இவானோவிச் ஸ்ட்ராகோவ் மற்றும் பெர்டினாண்ட் ஃப்ரெடெரிக் ரியூஸ் ஆகியோரால் முதன்முறையாக இது கவனிக்கப்பட்டது. நிலையான மின்சார புலத்தின் முன்னிலையில் நீரில் சிதறடிக்கப்பட்ட களிமண் துகள்களின் இடம்பெயர்வை அவர்கள் கவனித்தனர்.

கொள்கை

நியூக்ளியோடைடுகள், டிஎன்ஏ, ஆர்என்ஏ, பெப்டைடுகள் மற்றும் புரதங்கள் போன்ற பல முக்கியமான உயிரியல் மூலக்கூறுகள் அயனியாக்கக்கூடிய குழுக்களைக் கொண்டுள்ளன, எனவே எந்தவொரு கொடுக்கப்பட்ட $\mathrm{pH}$ இல் கேஷன்கள் அல்லது அயனிகளாக மின்சாரம் ஏற்றப்பட்ட இனங்களாக கரைசலில் உள்ளன. ஒரு மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், இந்த துகள்கள் அவற்றின் நிகர மின்னூட்டத்தைப் பொறுத்து, கேத்தோட் அல்லது அனோடை நோக்கி இடம்பெயரும்.

ஒரு மூலக்கூறின் இயக்கம் அதன் அளவிற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும், அதன் மின்னூட்டத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும், இது அவற்றை ஒன்றிலிருந்து ஒன்றைப் பிரிக்க அனுமதிக்கிறது.

12.3.1 அகாரோஸ் ஜெல் மின்பகுளியியல்

இந்த வகை மின்பகுளியியலில், ஜெல் என்பது அகாரோஸ் மூலக்கூறுகளின் ஒரு அணி ஆகும், அவை ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் ஒன்றாக வைக்கப்பட்டு சிறிய துளைகளை உருவாக்குகின்றன. டிஎன்ஏ பிரிப்புக்கான ஜெல்கள் பெரும்பாலும் அகாரோஸ் என்று அழைக்கப்படும் பாலிசாக்கரைடால் ஆனவை, இது உலர்ந்த, பொடி செய்யப்பட்ட செதில்களாக வருகிறது. அகாரோஸ் ஒரு பஃப்பரில் சூடாக்கப்பட்டு குளிர்விக்க அனுமதிக்கப்படும் போது, அது ஒரு திடமான, சற்று மென்மையான ஜெல் ஆகும்.

ஜெல் என்பது ஜெல்லி போன்ற பொருளின் ஒரு தகடு, ஒரு ஜெல் பெட்டியில் வைக்கப்படுகிறது. பெட்டியின் ஒரு முனை நேர்மறை மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும், மறுபுறம் எதிர்மறை மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். ஜெல் பெட்டி மின்சாரத்தைக் கடத்தக்கூடிய ஒரு உப்பு கொண்ட பஃப்பர் கரைசலால் நிரப்பப்பட்டிருக்கிறது. கிணறுகள் உள்ள ஜெல்லின் முனை எதிர்மறை மின்முனை நோக்கி வைக்கப்படுகிறது. ஜெல்லின் மறுமுனை நேர்மறை மின்முனை நோக்கி வைக்கப்படுகிறது, டிஎன்ஏ துண்டுகள் அதை நோக்கி இடம்பெயரும் (படம் 12.4).

டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் எதிர்மறையாக மின்னூட்டம் செய்யப்பட்டவை. டிஎன்ஏ துண்டுகளின் ஜெல் மின்பகுளியியல் அளவு மட்டுமே அடிப்படையில் அவற்றை பிரிக்கிறது. மின்பகுளியியலைப் பயன்படுத்தி, ஒரு மாதிரியில் உள்ள வெவ்வேறு டிஎன்ஏ துண்டுகளைச் சரிபார்க்கலாம் மற்றும் அவற்றின் முழுமையான அளவைத் தீர்மானிக்கலாம்.

படம் 12.4: அறியப்பட்ட அளவுகளின் டிஎன்ஏ துண்டுகளால் ஆன டிஎன்ஏ ஏணியின் உதவியுடன் நியூக்ளிக் அமிலத்தை பிரிக்க அகாரோஸ் ஜெல் மின்பகுளியியல் அலகு.

மின்சாரம் இயக்கப்படும் போது, மின்சாரம் ஜெல் வழியாக பாயத் தொடங்குகிறது. டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் அவற்றின் சர்க்கரை-பாஸ்பேட் முதுகெலும்பில் பாஸ்பேட் குழுக்கள் இருப்பதால் எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன; எனவே, அவை நேர்மறை மின்முனை (அனோட்) நோக்கி ஜெல்லின் அணி வழியாக நகரும்.

ஒரு அகாரோஸ் டிஎன்ஏ ஜெல் இயக்குவதற்கான மின்னழுத்தம் ⟦16