Концентрація поліакриламідних гелів, які використовуються для розділення макромолекул з різними молекулярними масами

Концентрація гелю Т, %	Концентрація бісакриламіду С, %	Межі розділення, дальтони
15-20	0,2	1• 104 - 4 • 104
10-15	0,3	4• 104 - 1 • 105
5-10	2-3	1 • 105 - 3 • 105
5	5	3 • 105 - 5 • 105
2-5	6	вище 5 • 105

1.3.3 Зв'язок між рухливістю білків і концентрацією гелю

Електрофоретична рухливість - це швидкість руху частки (зазвичай виражається в см/с) при напруженості електричного поля в 1 В/см. Ця величина має розмірність см²•с^-1•В^-1, а її знак збігається зі знаком сумарного заряду макромолекули.

Розглянемо ізольовану частку, зважену в ідеальному діелектрику. Якщо прикласти рівномірне електричне поле, то на частку буде діяти сила, рівна добутку загального заряду частки на напруженість цього поля. При накладенні електричного поля швидкість руху частки ( біологічної макромолекули) досить швидко збільшується до тих пір. поки електричну силу, що діє на частку з боку електричного поля, не зрівноважить сила тертя. Після цього частка буде рухатися з постійною швидкістю.

У випадку реального електрофорезу макромолекул, процес відбувається не в діелектрику, а в розчині електроліту. При цьому навколо зарядженої частки буде існувати іонна атмосфера. Частка при цьому буде оточена дифузійною хмарою іонів, заряд яких протилежний заряду частки. На значних відстанях від частки сумарний заряд у будь-якому елементі об’єму, досить великому в порівнянні з атомними розмірами частки, дорівнює нулю. Присутність же іонної атмосфери навколо частки приводить до того, що її електрофоретична рухливість виявляється менше, чим це передбачається рівнянням. Це обумовлюється трьома причинами.

1. Потенціал на поверхні частки знижується через зниження її ефективного електростатичного заряду.

2. Електричне поле діє також і на іони, що оточують макромолекулярну частку. Оскільки знак заряду іонної хмари протилежний знаку заряду частки, хмара буде зміщатися в напрямку, протилежному руху частки, сповільнюючи тим самим її міграцію (ефект електрофоретичного тертя).

3. Має місце сповільнюваний ефект іншого роду, пов'язаний з тим, що в електричнім полі одні іони при переміщенні наближаються до частки, а інші віддаляються від неї. Внаслідок цього в іонній атмосфері відбувається безперервне заміщення іонів, що викликає порушення її сферично симетричної форми, тому що для вхідних іонів потрібний певний час, щоб знайти своє місце в полі макромолекули й прийти в рівновагу з її оточенням. У результаті подвійний електричний шар за часткою розтягується. Дія гальмуючої сили такого типу зветься релаксаційного ефекту.

Рухливість макромолекул у поліакриламідному гелі обернено пропорційна середньому розміру пор (формула Фергюсона):

Lg U = lg U₀ + K_r T

К_г - коефіцієнт затримки;

U - рухливість макромолекул у гелі;

U₀ - рухливість макромолекул у вільному розчині;

Т - щільність гелю (концентрація мономерів)