Was ist Polyacrylamidgel?
Polyacrylamidgel ist eine Lösung, die üblicherweise in der Elektrophorese verwendet wird. Dabei werden unterschiedlich große Moleküle oder Partikel durch ein Gel geleitet und elektrischer Strom angelegt. Es gibt verschiedene Rezepte für Polyacrylamidgel, aber es enthält typischerweise Acrylamid, Wasser, einen Puffer, Ammoniumpersulfat (APS) und Tetramethylethylendiamin (TEMED). Dieses Gel fungiert als Matrix, die Verbindungen anhand ihrer Ladung und Größe abtrennt. Je mehr Acrylamid in der Gellösung ist, desto besser lassen sich kleinere Moleküle trennen. Typischerweise wird dieses Gel zur Protein- und DNA-Trennung verwendet.
Bei der Elektrophorese bewirkt ein elektrisches Feld, dass sich geladene Teilchen durch ein Gel bewegen, das wie ein Sieb funktioniert und bewirkt, dass sich die unterschiedlich großen Teilchen trennen. Das Gel absorbiert die durch den elektrischen Strom entstehende Wärme. Bei diesen Verfahren wird üblicherweise Polyacrylamidgel verwendet, es kann jedoch auch Agarose verwendet werden, eine andere Chemikalie, die ein ähnliches Gel erzeugt.
Gele können mit variierender Konzentration hergestellt werden, wobei die Menge an Acrylamid im Bereich von etwa 6% bis 15% liegt. Beim Mischen des Gels wird das Acrylamid nicht polymerisiert, was bedeutet, dass es als einzelne Moleküle verbleibt. Durch den Zusatz anderer bindungsfördernder Chemikalien wie TEMED verbinden sich die Moleküle zu langen Ketten - dem "Poly" -Teil von Polyacrylamid.
Der Hauptvorteil von Polyacrylamidgel besteht darin, dass die Anzahl der Bindungen und die Härte auf der Grundlage der anfänglichen Menge an zugesetztem Acrylamid und 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 reguliert die Reibung im Gel. Die Härte des Gels bestimmt das Ausmaß der Reibung. Verbindungen, die groß sind, bewegen sich langsamer durch das Gel, da sie aufgrund ihrer Größe von Natur aus mehr Reibung oder Widerstand bieten. Kleinere Verbindungen bewegen sich schneller, da es weniger Reibung gibt. Um zu verhindern, dass sich kleine Verbindungen vom Gel lösen, wird mehr Acrylamid zugesetzt, um mehr Reibung zu erzeugen.
DNA-Polyacrylamid-Gel wird verwendet, um DNA-Stränge unterschiedlicher Länge zu trennen. DNA-Stücke trennen sich nur um ein Nukleotid, die Verbindungen, aus denen jeder Strang besteht. Um zu wissen, welche Teile sich auf die spezifischen Größen beziehen, wird üblicherweise ein Standard mit Proben verwendet, der Fragmente einer bekannten Größe enthält. Die DNA-Stücke werden dann mit dem Standard verglichen und die Größe des Strangs wird bestimmt.
Ein ähnliches Verfahren wird angewendet, um die Größe von Proteinen zu bestimmen, meistens von Proteinen im Blut. Blut enthält zwei Hauptproteintypen: Globulin, ein großes Protein, und Serumalbumin, ein sehr kleines, negativ geladenes Protein. Die Trennung unter Verwendung von Polyacrylamidgel wird verwendet, um die Menge jedes Typs zu bestimmen.