Polyacrylamidgel ist eine Lösung, die häufig in der Elektrophorese verwendet wird, dem Prozess der Trennung von Molekülen oder Partikeln unterschiedlicher Größe, indem sie durch ein Gel geleitet und elektrischer Strom angelegt wird. Es gibt verschiedene Rezepturen für Polyacrylamidgel, aber es enthält typischerweise Acrylamid, Wasser, einen Puffer, Ammoniumpersulfat (APS) und Tetramethylethylendiamin (TEMED). Dieses Gel fungiert als Matrix, die Verbindungen basierend auf ihrer Ladung und Größe trennt; je mehr Acrylamid in der Gellösung, desto besser die Trennung kleinerer Moleküle. Typischerweise wird dieses Gel für die Protein- und DNA-Trennung verwendet.
Bei der Elektrophorese bewirkt ein elektrisches Feld, dass sich geladene Partikel durch ein Gel bewegen, das wie ein Sieb funktioniert, um die unterschiedlich großen Partikel zu trennen. Das Gel absorbiert jegliche Wärme, die durch den elektrischen Strom erzeugt wird. Bei diesen Verfahren wird häufig Polyacrylamidgel verwendet, aber auch Agarose, eine andere Chemikalie, die ein ähnliches Gel erzeugt, kann verwendet werden.
Gele können in unterschiedlichen Konzentrationen hergestellt werden, wobei die Acrylamidmenge von etwa 6% bis 15% reicht. Beim Aufmischen des Gels wird das Acrylamid nicht polymerisiert, dh es verbleibt als Einzelmolekül. Die Zugabe anderer Chemikalien, die die Bindung fördern, wie z. B. TEMED, bewirkt, dass sich die Moleküle zu langen Ketten verbinden – dem „Poly“-Teil von Polyacrylamid.
Der Hauptvorteil von Polyacrylamidgel besteht darin, dass die Anzahl der Bindungsbindungen und die Härte basierend auf der anfänglichen Menge an Acrylamid und zugesetztem TEMED gesteuert werden können. Ein Hauptfaktor für die Acrylamidkonzentration ist die Größe des zu analysierenden Moleküls. Je kleiner die zu trennenden Verbindungen sind, desto mehr Acrylamid wird benötigt; sehr kleine Partikel werden mit der höchsten Konzentration von 15 Prozent abgeschieden.
Acrylamid wirkt, indem es die Reibung im Gel kontrolliert; Die Härte des Gels bestimmt die Reibung. Große Verbindungen bewegen sich langsamer durch das Gel, da aufgrund ihrer Größe natürlich mehr Reibung oder Widerstand vorhanden ist. Kleinere Verbindungen bewegen sich schneller, da es weniger Reibung gibt. Um zu verhindern, dass sich kleine Verbindungen vom Gel lösen, wird mehr Acrylamid hinzugefügt, um mehr Reibung zu erzeugen.
DNA-Polyacrylamid-Gel wird verwendet, um DNA-Stränge unterschiedlicher Länge zu trennen. DNA-Stücke trennen sich um nur ein Nukleotid, die Verbindungen, aus denen jeder Strang besteht. Um zu wissen, welche Stücke sich auf die jeweiligen Größen beziehen, wird üblicherweise ein Standard, der Fragmente bekannter Größe enthält, zusammen mit Proben mitgeführt. Anschließend werden die DNA-Stücke mit dem Standard verglichen und die Stranggröße bestimmt.
Ein ähnliches Verfahren wird verwendet, um die Größe von Proteinen zu bestimmen, meistens denen im Blut. Blut enthält zwei Haupttypen von Proteinen: Globulin, ein großes Protein, und Serumalbumin, ein sehr kleines, negativ geladenes Protein. Zur Mengenbestimmung jeder Sorte wird eine Trennung mit Polyacrylamidgel verwendet.