聚丙烯酰胺凝膠電泳是壹種使用聚丙烯酰胺凝膠作為支持介質的電泳方法。在這種載體介質上，可以根據被分離物質的分子大小和分子電荷進行分離。
聚丙烯酰胺凝膠具有以下優點：
①聚丙烯酰胺凝膠是丙烯酰胺與N,N'亞甲基雙丙烯酰胺聚合而成的高分子。凝膠晶格是帶有酰胺側鏈的碳-碳聚合物，沒有或很少有離子側基，因此電滲效應較小，不易與樣品發生相互作用。
②由於聚丙烯酰胺凝膠是壹種合成物質，聚合前可以調節單體的濃度比，形成不同程度的交聯結構，其孔隙率可以在很大範圍內變化，根據根據被分離物質分子的大小，可以選擇合適的凝膠成分，使其既具有合適的孔隙率，又具有較好的力學性能。
壹般來說，含7-<@?7.5%丙烯酰胺的凝膠具有適合分離分子量從到100萬的物質的機械性能，對於以下的蛋白質，使用15-30%丙烯酰胺凝膠，含4%丙烯酰胺的凝膠可用於特別大的分子量。大孔膠易碎，小孔膠很難從管子中取出。因此，當丙烯酰胺的濃度增加時，可以減少雙含凝膠。丙烯酰胺改善凝膠的力學性能。
③在壹定濃度範圍內具有熱穩定性聚丙烯酰胺。凝膠無色透明，易於觀察，可直接用檢測器測量。
④丙烯酰胺是壹種比較純的化合物，可以通過精制來減少汙染。合成聚丙烯酰胺凝膠的原料是丙烯酰胺和甲基雙丙烯酰胺。丙烯酰胺稱為單體，甲基雙丙烯酰胺稱為交聯劑。在水溶液中，單體和交聯劑通過自由基引發的聚合反應形成凝膠。
在聚丙烯酰胺凝膠形成的反應過程中，需要催化劑，催化劑包括引發劑和促進劑兩部分。引發劑在凝膠形成過程中提供初始自由基，通過自由基的傳遞，丙烯酰胺變成自由基開始聚合反應，促進劑可以加快引發劑的自由基釋放速度。常用引發劑和促進劑的相容性如下：
聚合催化劑相容性
發起者
加速器
(NH4)
(NH4)
核黃素
註：(NH4)，過硫酸銨：N,N,N,N'；四甲基乙二胺：β-二甲氨基丙氨酸過硫酸銨引發的反應稱為化學聚合；核黃素引發的反應溶液需要被強光照射，稱為光聚合。聚丙烯酰胺聚合受以下因素影響：
1、大氣中的氧氣可以淬滅自由基，終止聚合反應，因此在聚合過程中應將反應液與空氣隔離。
2、某些材料，例如有機玻璃，會抑制聚合。
3、某些化學物質，例如紅血鹽，可以減緩反應。
4、高溫聚合快，低溫聚合慢。制備凝膠時必須考慮以上幾點。凝膠的網目尺寸、機械強度和透明度很大程度上取決於凝膠的濃度和交聯度。每100毫升凝膠溶液中所含單體和交聯劑的總克數稱為凝膠濃度，常用T%表示；連通性，通常以C%表示，可以通過以下公式計算：
公式
a：丙烯酰胺的克數； b：亞甲基二丙烯酰胺的克數； m：緩沖液體積（ml） 凝膠濃度過高時聚丙烯酰胺凝膠電泳儀，凝膠硬而脆，易破裂；凝膠濃度過低，凝膠較軟，不易操作。
交聯度太高，凝膠不透明，不靈活；交聯度太低，凝膠糊狀。 聚丙烯酰胺凝膠具有較高的粘度，它不會阻止對流降低擴散能力，而且由於它具有三維網絡結構，分子通過該網絡的能力將取決於凝膠孔隙率和分離物質顆粒的大小和形狀，這就是凝膠的分子篩分作用。
由於這種分子篩效應，這裏的凝膠不僅僅是壹種純載體。因此，電泳時除了要註意電泳的基本原理外，還要註意與凝膠本身有關的各種性質（網孔大小和形狀等）。可通過下式選擇合適的凝膠目數。
公式
式中：P為網孔的平均直徑聚氯化鋁，C為聚合物濃度，d為聚合物的分子直徑（如果不是卷曲分子，則應為5A），K為常數， K的值取決於橡膠的溶脹量。幾何構型，如果聚合物的鏈以近似直角交聯，大約為1.5 根據這個公式，我們可以通過聚合物濃度C來近似計算網格直徑，例如，壹直知道聚合物濃度為5%，網眼的平均直徑應該是：
公式
這樣的計算是粗略的，與實際情況有壹定的距離。有人測得丙烯酰胺溶液的總濃度（T）為20%。在六種不同比例的雙丙烯酰胺存在下聚丙烯酰胺凝膠電泳儀，聚合後的網目尺寸。
發現孔徑與總濃度有關。總濃度越大，孔徑越小，機械強度越強。當總濃度不變時，Bis濃度為5%時亞甲基雙丙烯酰胺（Bis）的孔徑最小，高於低於此值時，聚合物孔徑變大，凝膠孔徑是凝膠電泳中的壹個重要參數，往往決定著電泳的分離效果。
經過不斷的實踐，得到了如表3所示的經驗值。壹般來說，體內大多數蛋白質使用濃度為<@7.5%的凝膠，電泳結果往往令人滿意。 ，所以這種濃度組成的凝膠稱為“標準凝膠”。
對於那些用於關鍵研究的凝膠，最好通過壹系列 10% 的凝膠濃度階梯進行預測試來選擇最佳凝膠濃度。
表3 不同分子量範圍的蛋白質和核酸在凝膠電泳中的凝膠濃度百分比
物質
分子量範圍
適用凝膠濃度(%)
蛋白質
5×105
20-30 15-20 10-15 5-10 2-5
核酸
10-20 5-10 2-3.6
聚丙烯酰胺凝膠電泳可分為連續和不連續兩類。前者是指整個電泳系統中使用的緩沖液，pH值和凝膠目數相同，後者是指電泳系統中使用的兩種或兩種以上的緩沖液，pH值和孔徑。間斷電泳可以在電泳過程中將稀釋的樣品濃縮成層，從而提高分辨能力。
當蛋白質在 聚丙烯酰胺 凝膠中進行電泳時，其遷移率取決於其凈電荷以及分子大小和形狀等因素。如果加入試劑消除電荷因子，電泳遷移率取決於分子的大小，通過電泳可以確定蛋白質的分子量。 1967年等人發現陰離子去汙劑十二烷基硫酸鈉（SDS）具有此作用。
當向蛋白質溶液中加入足量的 SDS 和巰基乙醇時，SDS 可以減少蛋白質分子中的二硫鍵。由於十二烷基硫酸鹽的負電荷，各種蛋白質-SDS復合物都帶上相同密度的負電荷，其量大大超過原始蛋白質分子的電荷量，從而掩蓋了不同蛋白質之間的原始差異。電荷的差異也會引起SDS與蛋白質結合後的構象變化。
蛋白質-SDS 復合物形成壹個近似“雪茄”形的長橢圓棒。不同蛋白質的SDS復合物的短軸長度不同，約為18A。這種蛋白質-SDS復合物在凝膠中。蛋白質的遷移率不再受原始蛋白質的電荷和形狀的影響，而是取決於分子量的大小，因此可以使用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳來確定蛋白質的分子量