Quantitative evaluation of protein fractions in electrophoresis

Tematem pracy było przygotowanie prostego programu do analizy zdjęć rozdziałów elektroforetycznych. Początkowo zapoznano się z metodą naukową jaką jest elektroforeza, a w szczególności elektroforeza w żelu poliakrylamidowym. Zaznajomiono się ze zjawiskiem elektrokinetycznym będącym podstawą tej metody eksperymentalnej. Następnym krokiem było nauczenie się podstaw języka programowania jakim jest Python oraz obsługi środowisk, w których można ten język stosować. Finalnie przygotowano program we wspomnianym języku programowania, który analizuje zdjęcia żeli elektroforetycznych - program analizuje zdjęcia pod kątem wykrywania konturów, a następnie dzieli zdjęcia na pojedyncze rozdziały elektroforetyczne. Dla każdego rozdziału przygotowano profil, w którym następnie znaleziono piki odpowiadające lokalnym maksimom. Do zlokalizowanych pików dopasowano funkcję Gaussa, a następnie wyznaczono pole pod dopasowaną funkcją. Dzięki temu uzyskano informacje o wielkości plamek pochodzących od konkretnych fakcji białkowych. Pokazano również jak istotna jest jakość danych poddawanych różnego rodzaju analizom - w pracy przeprowadzono analizę na gorszej jakości zdjęciu i pokazano, że uzyskane wyniki nie przekazują istotnych informacji właśnie ze względu na jakość zdjęcia wejściowego. Cała praca pokazuje, że do prostych analiz biofizycznych można wykorzystać podstawowe zagadnienia informatyczne, co może ułatwić pracę biofizyka w zakresie analizy i interpretacji danych.The subject of the work was to prepare a simple program for the analysis of photos of electrophoretic separations. Initially, the scientific method of electrophoresis, and in particular polyacrylamide gel electrophoresis, was introduced. Then, it was a presentation with the electrokinetic phenomenon underlying this experimental method. The next step was to learn the basics of the programming language Python and the use of environments in which this language can be used. Finally, a program was prepared, which analyzes photos of electrophoretic gels - the program analyzes the photos in terms of contour detection, and then divides the photos into individual electrophoretic chapters. For each run, a profile was prepared in which the peaks corresponding to local maxima were then found. A Gaussian function was fitted to the localized peaks, and then the area under the fitted function was determined. As a result, information on the size of spots derived from specific protein fractions was obtained. It was also shown how important the quality of the data subjected to various types of analyzes is - in the study, an analysis was carried out on a photo of lower quality and it was shown that the obtained results do not provide important information precisely because of the quality of the input photo. All the work shows that for simple biophysical analyzes, basic IT issues can be used, which can facilitate the work of a biophysicist in the field of data analysis and interpretation