Η γέλη πολυακρυλαμιδίου είναι ένα διάλυμα που χρησιμοποιείται συνήθως στην ηλεκτροφόρηση, τη διαδικασία διαχωρισμού διαφορετικών μεγεθών μορίων ή σωματιδίων περνώντας τα μέσα από ένα πήκτωμα και εφαρμόζοντας ηλεκτρικό ρεύμα. Υπάρχουν διαφορετικές συνταγές για γέλη πολυακρυλαμιδίου, αλλά συνήθως περιέχει ακρυλαμίδιο, νερό, ρυθμιστικό διάλυμα, υπερθειικό αμμώνιο (APS) και τετραμεθυλαιθυλενοδιαμίνη (TEMED). Αυτό το πήκτωμα λειτουργεί ως μήτρα που διαχωρίζει τις ενώσεις με βάση το φορτίο και το μέγεθός τους. Όσο περισσότερο ακρυλαμίδιο στο διάλυμα γέλης, τόσο καλύτερος διαχωρισμός των μικρότερων μορίων. Συνήθως αυτό το τζελ χρησιμοποιείται για διαχωρισμό πρωτεϊνών και DNA.
Στην ηλεκτροφόρηση, ένα ηλεκτρικό πεδίο αναγκάζει τα φορτισμένα σωματίδια να κινούνται μέσα από ένα πήκτωμα, το οποίο λειτουργεί σαν κόσκινο και προκαλεί τον διαχωρισμό των σωματιδίων διαφορετικού μεγέθους. Το τζελ θα απορροφήσει οποιαδήποτε θερμότητα που παράγεται από το ηλεκτρικό ρεύμα. Η γέλη πολυακρυλαμιδίου χρησιμοποιείται συνήθως σε αυτές τις διαδικασίες, αλλά η αγαρόζη, μια άλλη χημική ουσία που δημιουργεί παρόμοια γέλη, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί.
Τα τζελ μπορούν να κατασκευαστούν με ποικίλη συγκέντρωση, με την ποσότητα ακρυλαμιδίου να κυμαίνεται από περίπου 6% έως 15%. Κατά την ανάμειξη του πηκτώματος, το ακρυλαμίδιο είναι μη πολυμερισμένο, που σημαίνει ότι παραμένει ως μεμονωμένα μόρια. Η προσθήκη άλλων χημικών ουσιών που προάγουν τη δέσμευση, όπως το TEMED, αναγκάζει τα μόρια να συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας μακριές αλυσίδες – το “πολυ” μέρος του πολυακρυλαμιδίου.
Το κύριο πλεονέκτημα της γέλης πολυακρυλαμιδίου είναι ότι ο αριθμός των δεσμών σύνδεσης και η σκληρότητα μπορούν να ελεγχθούν με βάση την αρχική ποσότητα ακρυλαμιδίου και το TEMED που προστίθεται. Ένας κύριος παράγοντας στη συγκέντρωση ακρυλαμιδίου είναι το μέγεθος του μορίου που αναλύεται. Όσο μικρότερες είναι οι ενώσεις που διαχωρίζονται, τόσο περισσότερο ακρυλαμίδιο χρειάζεται. πολύ μικρά σωματίδια διαχωρίζονται χρησιμοποιώντας την υψηλότερη συγκέντρωση, 15 τοις εκατό.
Το ακρυλαμίδιο λειτουργεί ελέγχοντας την ποσότητα της τριβής στο πήκτωμα. η σκληρότητα της γέλης καθορίζει την ποσότητα της τριβής. Οι ενώσεις που είναι μεγάλες θα κινούνται μέσω της γέλης πιο αργά, καθώς υπάρχει φυσικά μεγαλύτερη τριβή ή αντίσταση λόγω του μεγέθους τους. Οι μικρότερες ενώσεις κινούνται πιο γρήγορα, καθώς υπάρχει λιγότερη τριβή. Για να αποφευχθεί η απομάκρυνση μικρών ενώσεων από το πήκτωμα, προστίθεται περισσότερο ακρυλαμίδιο για να δημιουργήσει περισσότερη τριβή.
Η γέλη πολυακρυλαμιδίου DNA χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό κλώνων DNA διαφορετικού μήκους. Κομμάτια DNA θα διαχωριστούν από ένα νουκλεοτίδιο, τις ενώσεις που αποτελούν κάθε κλώνο. Για να γνωρίζουμε ποια κομμάτια αναφέρονται στα συγκεκριμένα μεγέθη, συνήθως εκτελείται μαζί με δείγματα ένα πρότυπο που περιέχει θραύσματα γνωστού μεγέθους. Στη συνέχεια, τα κομμάτια DNA συγκρίνονται με το πρότυπο και προσδιορίζεται το μέγεθος του κλώνου.
Μια παρόμοια διαδικασία χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του μεγέθους των πρωτεϊνών, πιο συχνά εκείνων στο αίμα. Το αίμα περιέχει δύο κύριους τύπους πρωτεΐνης: σφαιρίνη, μια πρωτεΐνη μεγάλου μεγέθους, και λευκωματίνη ορού, μια πολύ μικρή, αρνητικά φορτισμένη πρωτεΐνη. Ο διαχωρισμός με τη χρήση γέλης πολυακρυλαμιδίου χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ποσότητας κάθε τύπου.