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凝胶色谱法

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凝胶色谱法

凝胶色谱法又叫凝胶色谱技术,是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术,由于设备简单、操作方便,不需要有机溶剂,对高分子物质有很高的分离效果。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。根据分离的对象是水溶性的化合物还是有机溶剂可溶物,又可分为凝胶过滤色谱(GFC)和凝胶渗透色谱(GPC)。GFC一般用于分离水溶性的大分子,如多糖类化合物。凝胶的代表是葡萄糖系列,洗脱溶剂主要是水。凝胶渗透色谱法主要用于有机溶剂中可溶的高聚物(聚苯乙烯、聚氯已烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)相对分子质量分布分析及分离,常用的凝胶为交联聚苯乙烯凝胶,洗脱溶剂为四氢呋喃等有机溶剂。凝胶色谱不但可以用于分离测定高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布,同时根据所用凝胶填料不同,可分离油溶性和水溶性物质,分离相对分子质量的范围从几百万到100以下。近年来,凝胶色谱也广泛用于分离小分子化合物。化学结构不同但相对分子质量相近的物质,不可能通过凝胶色谱法达到完全的分离纯化的目的。凝胶色谱主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对勿子质量分布测试。目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛采用,不但应用于科学实验研究,而且已经大规模地用于工业生产。

 

凝胶色谱法分类

根据分离的对象是水溶性的化合物还是有机溶剂可溶物,又可分为凝胶过滤色谱(GFC)和凝胶渗透色谱(GPC)。

凝胶过滤色谱:

凝胶过滤色谱一般用于分离水溶性的大分子,如多糖类化合物。凝胶的代表是葡萄糖系列,洗脱溶剂主要是水。

凝胶渗透色谱:

凝胶渗透色谱法主要用于有机溶剂中可溶的高聚物(聚苯乙烯、聚氯已烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)相对分子质量分布分析及分离,常用的凝胶为交联聚苯乙烯凝胶,洗脱溶剂为四氢呋喃等有机溶剂。

凝胶色谱不但可以用于分离测定高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布,同时根据所用凝胶填料不同,可分离油溶性和水溶性物质,分离相对分子质量的范围从几百万到100以下。

近年来,凝胶色谱也广泛用于分离小分子化合物。化学结构不同但相对分子质量相近的物质,不可能通过凝胶色谱法达到完全的分离纯化的目的。

 

凝胶色谱法原理

凝胶色谱法又称体积排阻色谱法,使用水溶液流动相的称为凝胶过滤色谱,使用有机溶剂流动相的称为凝胶渗透色谱。凝胶色谱的固定相是多孔物质,如多孔凝胶、交联聚苯乙烯、多孔玻璃及多孔硅胶等。试样是按照其中各组分分子大小的不同而分离的。大于填料微孔的分子,由于不能进入填料微孔,而直接通过柱子,最先流出柱外,在色谱图上最早出现,小于填料微孔的组分分子,可以渗透到微孔中不同的深度,相对分子质量最小的组分,保留时间最长。

凝胶色谱法原理

凝胶色谱法原理示意图

 

凝胶色谱与凝胶层析是否一样?

基本上是一致的只是固定相存在差异。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。凝胶色谱主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。

凝胶层析又称分子筛过滤、排阻层析,操作条件比较温和,可在相当广的温度范围下进行,并且对分离成分理化性质的保持有独到之处。

两者的共同点是都不需要有机溶剂。凝胶色谱色谱一般用在HPLC等分析场合。而凝胶层析一般用在制备的时候。

 

凝胶渗透色谱与高效液相色谱有什么区别?

凝胶色谱是高效液相色谱的一种。高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography\HPLC)又称“高压液相色谱”,是以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。分类有反相色谱法,正相色谱法,分子排阻色潽法等。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。凝胶色谱主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。高效凝胶色谱法即用现代高效液相色谱法所使用的高压流路系统,将分离凝胶装填到金属色谱柱中形成封闭液相系统进行分离的色谱法。实际上凝胶色谱在本质上就是液相色谱,只不过其分离原理是用凝胶对分子大小的排阻,而不是常规液相色谱法常用的利用物质极性。

 

凝胶色谱法和电泳的区别是什么?

凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。分离依据是目的物分子量的大小。主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。形象来说更像是“分子筛”。大分子物质先流出,小分子物质后流出。

凝胶电泳的原理比较简单。当一种分子被放置在电场当中时,它们就会以一定的速度移向适当的电极,这种电泳分子在电场作用下的迁移速度,叫做电泳的迁移率。它同电场的强度和电泳分子本身所携带的净电荷数成正比。也就是说,电场强度越大、电泳分子所携带的净电荷数量越多,其迁移的速度也就越快,反之则较慢。由于在电泳中使用了一种无反应活性的稳定的支持介质,如琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺胶等,从而降低了对流运动,故电泳的迁移率又是同分子的摩擦系数成反比的。已知摩擦系数是分子的大小、极性及介质粘度的函数,因此根据分子大小的不同、构成或形状的差异,以及所带的净电荷的多少,便可以通过电泳将蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分彼此分离开来。形象来说更像是“马拉松”。不过影响因素不仅仅是分子量了。

 

凝胶净化柱和凝胶色谱柱是一回事吗?

原理是一回事,都是排阻色谱。  但是前者是制备柱,对大量样品进行分离,柱子口径大,一般要有切割承样的尾接装置;后者是分析柱,主要目的是对小量样品进行分析,柱子直径小,一般还有柱温箱,对泵的稳定性要求高,必须接检测器。

凝胶净化柱凝胶色谱柱

 

什么是凝胶?

胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接,形成空间网状结构,结构空隙中充满了作为分散介质的液体(在干凝胶中也可以是气体,干凝胶也称为气凝胶),这样一种特殊的分散体系称作凝胶。没有流动性。内部常含有大量液体。例如血凝胶、琼脂的含水量都可达99%以上。可分为弹性凝胶和脆性凝胶。弹性凝胶失去分散介质后,体积显著缩小,而当重新吸收分散介质时,体积又重新膨胀,例如明胶等。脆性凝胶失去或重新吸收分散介质时,形状和体积都不改变,例如硅胶等。由溶液或溶胶形成凝胶的过程称为胶凝作用(gelation)。


凝胶色谱法的凝胶种类及性质

⑴Sephadex G交联葡聚糖的商品名为Sephadex,不同规格型号的葡聚糖用英文字母G表示,G后面的阿拉伯数为凝胶得水值的10倍。例如,G-25为每克凝胶膨胀时吸水2.5克,同样G-200克每克干胶吸水20克。交联葡聚糖凝胶的种类有G-10,G-15,G-25,G-50,G-75,G-100,G-150,和G-200。因此,“G”反映,凝胶的交联程度,膨胀程度及分部范围。

⑵Sephadex LH-20,是─Sephadex G-25的羧丙基衍生物, 能溶于水及亲脂溶剂,用于分离不溶于水的物质。 交联葡聚糖和琼脂糖都是多糖类物质,防止微生物的生长,在凝胶层析中十分重要,常用的抑菌剂有:

⑴叠氨钠(NaN3)

在凝胶层析中只要用0.02%叠氮钠已足够防止微生物的生长,叠氮钠易溶一水,在20℃时约为40%;它不与蛋白质或碳水化合物相互作用,因此叠氮钠不影响抗体活力;不会改变蛋白质和碳水化合物的层析我特性。叠氮钠可干扰荧光标记蛋白质。

⑵可乐酮[Cl3C-C(OH)(CH3)2]

在凝胶层析中使用浓度为0.01-0.02%。在微酸性溶液中它的杀菌效果最佳,在强碱性溶液中或温度高于60℃时易引起分解而失效。

⑶乙基汞代巯基水杨酸钠

在凝胶层析中作为抑菌剂使用浓度为0.05-0. 01%。在微酸性溶液中最为有效。重金属离子可使乙基代巯基的物质结合,因而包含疏基的蛋白质可在不同程度上降低它的抑菌效果。

⑷苯基汞代盐

在凝胶层析中使用浓度为0.001-0.01%。在微碱性溶液中抑效果最佳,长时间放置时可与卤素、硝酸根离子作用而产生沉淀;还原剂可引起此化合物分解;含疏基的物质亦可降低或抑制它的抑菌作用。


2016-12-29 17:43:26  浏览次数:16115
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