Procesul de electroforeză folosește un câmp de sarcină electrică pentru a separa particulele încărcate. Este folosit în mod obișnuit în biologie pentru a separa moleculele de ADN sau proteine. Pot fi utilizate diferite proceduri, în funcție de tipul și dimensiunea moleculelor care trebuie separate, dar toate procedurile necesită o sursă de încărcare, un mediu suport și o soluție tampon.
Toate procedurile de electroforeză separă moleculele în funcție de sarcina și dimensiunea lor. Un câmp electric este aplicat moleculelor și, deoarece moleculele sunt încărcate electric, aceasta are ca rezultat o forță care acționează asupra moleculelor. Cu cât sarcina moleculei este mai mare, cu atât forța aplicată de câmpul electric este mai mare și cu atât molecula se va deplasa mai departe prin mediul suport. Mărimea afectează, de asemenea, cât de departe se va mișca o moleculă – o moleculă mare nu se va deplasa atât de departe decât o moleculă mică cu aceeași sarcină. Raportul dintre sarcină și masă pentru o moleculă determină cât de departe se deplasează prin mediul suport.
Diferite tipuri de geluri sunt mediul suport cel mai frecvent utilizat pentru electroforeză. Gelurile pot fi sub formă de plăci sau tuburi. Plăcile de gel permit rularea mai multor probe în același timp, deci sunt metoda cea mai frecvent utilizată în laboratoare. Gelurile tubulare, totuși, permit o rezoluție mai bună a rezultatelor probei, astfel încât acestea sunt uneori o alegere mai bună pentru electroforeza proteinelor.
Gelul de agaroză este o substanță comună utilizată pentru electroforeza ADN-ului și a altor acizi nucleici. Agaroza creează o structură de pori mari, astfel încât moleculele mari care adesea trebuie trecute prin gel pentru a analiza ADN-ul se pot mișca mai ușor. Un alt tip de gel este utilizat de obicei dacă scopul este secvențierea moleculelor de ADN mai mici. Acest gel, numit gel de poliacrilamidă denaturant sau doar gel de secvențiere, dă rezultate cu o rezoluție mult mai mare. Rezultatele permit unui om de știință să facă distincția între două segmente de ADN care diferă doar printr-o pereche de baze.
Gelurile de acrilamidă sunt utilizate de obicei pentru separarea proteinelor. Cel mai comun proces se numește electroforeză în gel de poliacrilamidă cu sulfat de sodiu (SDS-PAGE). SDS este un detergent care denaturează proteinele. Gelul este rulat cu un tampon care conține un strat de ioni cu mobilitate redusă și un strat de ioni cu mobilitate ridicată. Aceste straturi ajută la separarea proteinelor în funcție de dimensiunea lor. Proteinele sunt, de asemenea, uneori rulate în geluri native, care nu denaturează proteinele.
Două tehnici avansate sunt electroforeza capilară și 2-D. Procedura capilară forțează moleculele printr-un tub capilar cu sarcina electrică și oferă rezultate foarte precise. Electroforeza 2-D separă moleculele de-a lungul axei x și a axei y. Moleculele sunt separate după mărime de-a lungul unei axe și prin sarcină de-a lungul celeilalte axe.