ポリアクリルアミドゲルとは？

ポリアクリルアミドゲルは、電気泳動で使用される溶液です。電気泳動では、異なるサイズの分子または粒子をゲルに通して電流を流すことにより分離します。 ポリアクリルアミドゲルにはさまざまなレシピがありますが、通常、アクリルアミド、水、バッファー、過硫酸アンモニウム（APS）、およびテトラメチルエチレンジアミン（TEMED）が含まれています。 このゲルは、電荷とサイズに基づいて化合物を分離するマトリックスとして機能します。 ゲル溶液中のアクリルアミドが多いほど、小さな分子の分離が向上します。 通常、このゲルはタンパク質とDNAの分離に使用されます。

電気泳動では、電界により荷電粒子がゲルを通過します。ゲルはふるいのように機能し、異なるサイズの粒子を分離します。 ゲルは、電流から発生する熱を吸収します。 これらの手順ではポリアクリルアミドゲルが一般的に使用されますが、同様のゲルを作成する別の化学物質であるアガロースも使用できます。

ゲルはさまざまな濃度で作成でき、アクリルアミドの量は約6％から15％の範囲です。 ゲルを混ぜると、アクリルアミドは重合しません。つまり、アクリルアミドは単一分子のままです。 TEMEDなどの結合を促進する他の化学物質を加えると、分子が結合して長鎖が形成されます。これは、ポリアクリルアミドの「ポリ」部分です。

ポリアクリルアミドゲルの主な利点は、結合量と硬度が、アクリルアミドとTEMEDの初期量に基づいて制御できることです。 アクリルアミド濃度の主な要因は、分析される分子のサイズです。 分離する化合物が小さければ小さいほど、より多くのアクリルアミドが必要になります。 非常に小さな粒子は、最高濃度の15％を使用して分離されます。

アクリルアミドは、ゲル内の摩擦の量を制御することにより機能します。 ゲルの硬度が摩擦の量を決定します。 大きい化合物は、サイズのために摩擦や抵抗が自然に多くなるため、ゲルをゆっくりと移動します。 摩擦が少ないため、小さな化合物はより速く動きます。 小さな化合物がゲルから移動するのを防ぐため、アクリルアミドを追加して摩擦を増やします。

DNAポリアクリルアミドゲルは、異なる長さのDNA鎖を分離するために使用されます。 DNAの断片は、それぞれの鎖を構成する化合物であるわずか1ヌクレオチドだけ分離します。 どのピースが特定のサイズを参照しているかを知るために、既知のサイズのフラグメントを含む標準がサンプルとともに一般的に実行されます。 次に、DNA断片を標準と比較し、鎖のサイズを決定します。

同様の手順を使用して、タンパク質、ほとんどの場合、血液中のタンパク質のサイズを決定します。 血液には、主に2種類のタンパク質が含まれています。グロブリン（大きなサイズのタンパク質）と、血清アルブミン（非常に小さい負に帯電したタンパク質）です。 ポリアクリルアミドゲルを使用した分離は、各タイプの量を決定するために使用されます。