Что такое полиакриламидный гель?

Полиакриламидный гель представляет собой раствор, обычно используемый при электрофорезе, процессе разделения молекул или частиц разных размеров путем пропускания их через гель и подачи электрического тока. Существуют разные рецепты для полиакриламидного геля, но обычно он содержит акриламид, воду, буфер, персульфат аммония (APS) и тетраметилэтилендиамин (TEMED). Этот гель действует как матрица, которая разделяет соединения на основе их заряда и размера; чем больше акриламида в растворе геля, тем лучше разделение более мелких молекул. Обычно этот гель используется для разделения белков и ДНК.

При электрофорезе электрическое поле заставляет заряженные частицы проходить через гель, который функционирует как сито, заставляя частицы разных размеров отделяться. Гель будет поглощать тепло, выделяемое электрическим током. Полиакриламидный гель обычно используется в этих процедурах, но агароза, другое химическое вещество, которое создает аналогичный гель, также может быть использована.

Гели могут быть изготовлены с различной концентрацией, причем количество акриламида составляет от 6 до 15%. При смешивании геля акриламид неполимеризуется, что означает, что он остается в виде отдельных молекул. Добавление других химических веществ, способствующих связыванию, таких как TEMED, заставляет молекулы соединяться вместе, образуя длинные цепи - «поли» часть полиакриламида.

Основным преимуществом полиакриламидного геля является то, что количество связующих связей и твердость можно контролировать на основе начального количества добавленного акриламида и ТЕМЕД. Основным фактором концентрации акриламида является размер анализируемой молекулы. Чем меньше разделяемые соединения, тем больше требуется акриламида; очень маленькие частицы отделяются, используя самую высокую концентрацию, 15 процентов.

Акриламид работает, контролируя количество трения в геле; Твердость геля определяет величину трения. Соединения, которые являются большими, будут проходить через гель медленнее, поскольку, естественно, из-за их размера больше трения или сопротивления. Меньшие соединения движутся быстрее, так как меньше трения. Чтобы предотвратить смещение мелких соединений с геля, добавляется больше акриламида для создания большего трения.

ДНК-полиакриламидный гель используется для разделения нитей ДНК различной длины. Части ДНК будут отделяться всего одним нуклеотидом, соединениями, составляющими каждую цепь. Чтобы узнать, какие части относятся к определенным размерам, стандарт, который содержит фрагменты известного размера, обычно запускается вместе с образцами. Затем кусочки ДНК сравнивают со стандартом и определяют размер цепи.

Аналогичная процедура используется для определения размера белков, чаще всего в крови. Кровь содержит два основных типа белка: глобулин, белок большого размера, и сывороточный альбумин, очень маленький, отрицательно заряженный белок. Разделение с использованием полиакриламидного геля используется для определения количества каждого типа.