Le gel de polyacrylamide est une solution couramment utilisée en électrophorèse, le processus de séparation de molécules ou de particules de différentes tailles en les faisant passer à travers un gel et en appliquant un courant électrique. Il existe différentes recettes pour le gel de polyacrylamide, mais il contient généralement de l’acrylamide, de l’eau, un tampon, du persulfate d’ammonium (APS) et de la tétraméthyléthylènediamine (TEMED). Ce gel fonctionne comme une matrice qui sépare les composés en fonction de leur charge et de leur taille ; plus il y a d’acrylamide dans la solution de gel, meilleure est la séparation des petites molécules. Typiquement, ce gel est utilisé pour la séparation des protéines et de l’ADN.
En électrophorèse, un champ électrique provoque le déplacement de particules chargées à travers un gel, qui fonctionne comme un tamis pour séparer les particules de différentes tailles. Le gel absorbera toute chaleur produite par le courant électrique. Le gel de polyacrylamide est couramment utilisé dans ces procédures, mais l’agarose, un autre produit chimique qui crée un gel similaire, peut également être utilisé.
Les gels peuvent être fabriqués à des concentrations variables, la quantité d’acrylamide allant d’environ 6 % à 15 %. Lors du mélange du gel, l’acrylamide n’est pas polymérisé, ce qui signifie qu’il reste sous forme de molécules individuelles. L’ajout d’autres produits chimiques qui favorisent la liaison, tels que TEMED, amène les molécules à se lier entre elles pour former de longues chaînes – la partie «poly» du polyacrylamide.
Le principal avantage du gel de polyacrylamide est que le nombre de liaisons de liaison et la dureté peuvent être contrôlés en fonction de la quantité initiale d’acrylamide et de TEMED ajoutée. Un facteur principal dans la concentration d’acrylamide est la taille de la molécule analysée. Plus les composés séparés sont petits, plus il faut d’acrylamide ; les très petites particules sont séparées en utilisant la concentration la plus élevée, 15 pour cent.
L’acrylamide agit en contrôlant la quantité de friction dans le gel ; la dureté du gel détermine la quantité de friction. Les composés volumineux traverseront le gel plus lentement car il y a naturellement plus de friction ou de résistance en raison de leur taille. Les composés plus petits se déplacent plus rapidement, car il y a moins de friction. Pour empêcher les petits composés de se détacher du gel, plus d’acrylamide est ajouté pour créer plus de friction.
Le gel d’ADN polyacrylamide est utilisé pour séparer les brins d’ADN de différentes longueurs. Des morceaux d’ADN se sépareront d’à peine un nucléotide, les composés qui composent chaque brin. Afin de savoir quelles pièces font référence à des tailles spécifiques, un standard contenant des fragments d’une taille connue est généralement exécuté avec des échantillons. Les morceaux d’ADN sont ensuite comparés à l’étalon et la taille du brin est déterminée.
Une procédure similaire est utilisée pour déterminer la taille des protéines, le plus souvent celles du sang. Le sang contient deux principaux types de protéines : la globuline, une protéine de grande taille, et l’albumine sérique, une très petite protéine chargée négativement. La séparation à l’aide de gel de polyacrylamide est utilisée pour déterminer la quantité de chaque type.