2) персульфат аммония (+)
3) акриламид (СН2=СН–CONH2)
4) NN’-метиленбисакриламид (CH2=CH–CONH)2–СН2)
Полимеризацию полиакриламидного геля инициирует персульфат аммония. В водном растворе он распадается с образованием сульфатных радикалов SO4•−, которые атакуют двойные связи акриламида и запускают свободнорадикальную цепную реакцию. На практике процесс обычно ускоряют TEMED (тетраметилэтилендиамин) или другой аминный ускоритель, однако именно персульфат является источником первичных радикалов и поэтому рассматривается как инициатор.
Акриламид выполняет роль мономера: последовательное присоединение его молекул формирует полимерные цепи полиакриламида. N,N′-метиленбисакриламид является сшивающим агентом, поскольку содержит две реакционноспособные винильные группы и соединяет отдельные цепи в трёхмерную сетку. Степень сшивания определяет пористость геля, а следовательно, его способность разделять белки и другие макромолекулы при электрофорезе.
Глицерин не инициирует радикальную полимеризацию: он преимущественно повышает плотность раствора и может использоваться в составе буферов или загрузочных смесей. В присутствии кислорода полимеризация замедляется, поскольку кислород поглощает свободные радикалы, поэтому гель готовят в условиях минимального контакта с воздухом. Указанное различие между инициатором, мономером, сшивающим агентом и вспомогательным компонентом имеет принципиальное значение для правильного приготовления полиакриламидного геля.
| Компонент | Основная функция | Механизм или результат |
|---|---|---|
| Персульфат аммония | Инициатор полимеризации | Образует сульфатные радикалы, запускающие присоединение мономеров |
| TEMED | Ускоритель реакции | Катализирует образование радикалов из персульфата и сокращает время схватывания геля |
| Акриламид | Мономер | Полимеризуется по винильной двойной связи с образованием цепей полиакриламида |
| N,N′-метиленбисакриламид | Сшивающий агент | Соединяет полимерные цепи и формирует пространственную сетку с определённой пористостью |
| Глицерин | Вспомогательный компонент | Повышает плотность раствора; не является источником свободных радикалов для полимеризации |
| Кислород воздуха | Ингибитор реакции | Поглощает свободные радикалы и может препятствовать равномерному отверждению поверхностного слоя |
После завершения реакции образуется прозрачный эластичный гель с регулируемой пористостью. Изменение концентрации акриламида и доли бисакриламида позволяет подбирать размер пор для разделения молекул различной массы. Неполимеризованный акриламид обладает нейротоксичностью и требует соблюдения мер безопасности при работе с растворами и отходами. В лабораторной практике качество геля оценивают по времени полимеризации, однородности структуры и воспроизводимости электрофоретического разделения.