蛋白或肽计算）。目前，美国Bio-Rad Laboratories 生产并出售多种规格的Bio-Gel P。
聚丙烯酰胺凝胶的性质

生物凝胶的编号反映出它的分离界限。 如Bio-Gel P-100。
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四、琼脂糖类凝胶 （Sepharose ）
（一）琼脂糖凝胶

结构是由β-D-半乳糖与3，6-脱水-L-半乳糖以α-1，3和β-1，4-糖苷键相间连接而成的链状分子。
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Sepharose
琼脂糖凝胶（agarose gel）可以分离葡聚糖凝
胶和生物胶所不能分离的大分子，使凝胶层析的分
离区间扩大到大分子和病毒颗粒，其最大范围可达 相对分子质量108，但是由于琼脂有强烈的吸附作用， 给使用造成了困难，后来，基；另一组分叫琼脂糖，它不含有带电基团，
其结构是有β-D-吡喃半乳糖和3，6脱水-L-吡喃半乳 糖相结合的链状多糖。
这种琼脂糖被用来进行凝胶层析，它既具有琼脂凝 胶相同的分离区间，又没有吸附作用。但其稳定性
远不如葡聚糖凝胶和生物胶P，强酸强碱能引起结构
破坏。最好使用条件控制在pH 4～9之间，温度0～ 40℃，超出此范围,可能被破坏。
（3）分离条件缓和。
（4）应用广泛。 （5）分辨率不高，分离操作较慢。
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第二节 凝胶的结构和性质
一、葡聚糖凝胶 (Sephadex) 二、修饰葡聚糖凝胶 (Modified Sephadex) 三、聚丙烯酰胺凝胶 （Bio-Gel P） 四、琼脂糖类凝胶 （Sepharose ） 五、多孔玻璃微球 (Bio-glas) 六、疏水性凝胶（hydrophobic gels）
分离的目的。
（一）平衡排除理论

当溶质层流过一个填料颗料这段距离时，溶 质分子已多次进出于填料的孔，达到平衡。

平衡条件只是在流速很慢时的一个极端情况。
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（二）扩散分离理论

溶质分子在流经色谱柱 的过程中，在流动相和 固定相之间没有达到平 衡，存在着流速依赖性。
聚苯乙烯和苯乙烯样品淋出曲线 的流速依赖性 1．流速为0.65ml/min； 2．流速为2.0ml/min溶剂为甲 苯
像Sephadex一样，商品聚丙烯酰胺为颗粒状的干 粉，它有十分明显形成块状并粘附在一起的倾向，在 溶剂中能自动溶胀成胶。 根据聚丙烯酰胺凝胶的溶胀性质和分离范围的不 同，可分成10种类型。各种类型均以英文字母P和阿 拉伯数字表示，从Bio-Gel P-2至Bio-Ge1 P-300。P
后面的阿拉伯数字乘以1000即相当于排阻限度（按球
2、内水体积：指凝胶颗粒中孔穴的体积，即凝胶层析中 固定相体积。（用Vi表示）
3、骨架体积：指凝胶颗粒实际骨架体积。（用VGM表示）
4、柱的总体积：指凝胶柱所能容纳的总体积。（用VA 表 示） 5、洗脱体积：指将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液 的体积。（用Ve 表示）
流动相体积
固定相体积
总体积
则：
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葡聚糖凝胶性能与编号的关系
编号 交联 吸液量 度 膨胀 速度 凝胶 孔径 分离限 凝胶 强度
大 （ Sephadex G－150 ） 小 （ Sephadex G－ 50 ）
小
大
慢
大
大
小
大
小
快
小
小
大
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葡聚糖凝胶（G类）的规格
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葡聚糖凝胶（G类）特点
1、孔径。 2、稳定性。 3、吸附作用。 4、芳香族化合物和杂环化合物。
各异。
琼脂糖凝胶是由琼脂中分离出来的天然凝 胶。它的商品名因生产厂家不同而异。
瑞典的商品名称为Sepharose，有3种型号，即 Sepharose 2B，4B和6B（同中国相同）。阿拉伯数 字表示凝胶中干胶的百分含量。
美国的为Bio－GA，有6个型号，即Bio-G 0.5M，
。
1.5M，5M，15M，50M和150M。阿拉伯数字乘以106表 示排阻限度。
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性质与特点
1、Sephadex在水、盐、碱、弱酸以及有机 溶液中都比较稳定，可以多次重复使用。
2、稳定工作pH为2－10，强酸溶液和氧化剂
会使交联的糖苷键水解断裂。 3、在高温下稳定，可煮沸消毒，在100 °C 下40 min对凝胶的结构和性能都没有明显的影响。
4、含有羟基，呈弱酸性，有可能与分离物中 的一些带电基团（尤其是碱性蛋白）发生吸附作用。 但一般在离子强度大于0.05的条件下，几乎没有吸 附作用。 5、有各种颗粒大小（粗、中、细、超细）可 以选择，一般粗颗粒流速快，但分辨率较差；细颗 粒流速慢，但分辨率高。
英国的称为Sagavac，又分为Sagavac 2F，4F， 6F，8F，10F和2C，4C，6C，8C，10C。前面的阿 拉伯数字表示凝胶中干胶的百分数，F代表粉末状， C代表颗粒状。
低级醇为溶剂时，对芳香族、杂环族化合物仍有吸附作 用。但用氯仿时则可去除对上述化合物的吸附作用，而
对含羟基与羧基的化合物却有吸附作用 。
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国产Sephadex LH－20可用于分子筛层析、吸附 层析和分配层析。很适用于脂肪酸、甘油脂、类固
醇、维生素、激素类生化产品的分离。洗脱剂可用
单一有机溶剂如甲醇、氯仿等，也可用混合溶剂如 氯仿与甲醇的混合液。
代表特水量。X数字越小，交联度越大，网孔越小，适用于
分离低分子质量生化产品。X数字越大，交联度越小，网孔 越大，适用于分离高分子生化产品。X数字也代表凝胶的持
水量，如G-25表示1g干胶持水2.5mL，G-100表示 1g干胶持
水10mL，依次类推。
Sephadex G
编号意义： 1、吸液量； 2、溶涨时间； 3、凝胶孔径； 4、分离范围 蛋白质、多糖
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（三）流动分离理论

红细胞在毛血细管中流动时比
血浆流得快。 较大的分子较先通过或绕过这 个填料颗粒，使溶质能按其大 小进行分离。

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分离过程

三种不同分子量物质 的混合样品用某种规
格的凝胶柱进行分离。

样品加入，以水或其 他溶液进行洗脱，即 得洗脱曲线 。
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分离过程

最先流出物质A，A分子量最大，完全不能 进入颗粒内部，只能从颗粒间隙流过， “全排阻”。其流经体积最小，等于外水体 积V0。 最后流出物质C，它分子量最小，其分子可 以自由进出凝胶颗粒， “全渗入”。流经 体积是外水体积与内水体积之和V0+Vi。 物质B分子量介于渗入限与排阻限之间，其 分子能够部分地进入凝胶颗粒中。 “部分 排阻”或“部分渗入”。流径体积Ve是全部 外水体积加上内水体积的一部分，即 Ve=V0+KdVi
交联葡聚糖离子交换剂
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（三）Supperdex系凝胶
由高交联度多孔琼脂糖与葡聚糖共价结合而成。
（四）Sephacryl系凝胶
是由烯丙烷基葡聚糖经甲叉双丙烯酰胺共价交联
制成的。 理化稳定性好，为硬性凝胶，可耐高压灭菌。
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Supperdex系凝胶
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Sephacryl系凝胶
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三、聚丙烯酰胺凝胶


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分配系数Kd

排阻系数： 当Kd=1时，洗脱体积Ve=V0+Vi，为全渗入。

当Kd=0时，洗脱体积Ve=V0，为全排阻。
0＜Kd ＜1时，洗脱体积Ve=Vo+KdVi ，为部分渗 入。
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物质的Kd值
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凝胶层析的特点
（1）凝胶层析操作简便，所需设备简单。
（2）分离效果较好，重复性高。

商品名为生物凝胶-P（Bio-Gel P）。 该凝胶由丙烯酰胺组成；以亚甲基双 丙烯酰胺为交联剂，聚合而成。只要 控制单体用量和交联剂的比例，就能 得到不同型号的凝胶。 特点： 1、孔径； 2、稳定性、强度； 3、无非特异吸附，保存方便； 4、编号反映出它的分离界限。
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在聚丙烯酰胺凝胶的合成过程中，单体和交联剂的配比 可以任意改变。以（T）代表100mL凝胶溶液中含有的单体和 交联剂总克数，称为凝胶浓度。而其中交联剂占单体和交联 剂总量的百分比称为交联度，以（C）表示，交联度越大，网 孔越小，交联度越小，则网孔越大。聚丙烯酰胺凝胶全是由 碳一碳骨架构成，稳定性较好，适合于做凝胶层析的载体。 只有在极端pH条件下酰胺键才被水解为羧基，使凝胶带有一 定的离子交换基团，故一般只在pH2～11的范围内使用。
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二、修饰葡聚糖凝胶 (Modified Sephadex)
（ 一 ） 亲 脂 性 葡 聚 糖 凝 胶 （ Lipophilic Sephadex）
骨架结构上引入一些有机基团，如甲基、羟丙基，
使呈亲脂性，同时保留亲水性。
这种凝胶既亲脂又亲水，可在多种有机溶剂中膨
胀。这种凝胶在pH＞2的不含氧化剂的溶液中稳定。用
第七章 凝胶层析（色谱） （Gel chromatography）
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凝胶层析（gel chromatography）也称：
分子筛层析
分子排阻层析 凝胶过滤 凝胶色谱等
是指混合物随流动相经过凝胶层析柱时，由于 各组分流经体积的差异，使不同分子量的组分 得以分离的层析方法。
简介
凝胶色谱是以各种多孔性凝胶填料为固定相， 利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同 而达到物质分离的一种技术。 突出优点是：凝胶不带电荷、吸附力弱、不 需再生处理可反复使用、操作条件温和、对分离 成分不变性和破坏、对高分子物质有很好的分离 效果。
第一节 凝胶层析的基本原理

凝胶层析的分离过程是在装有 多孔物质填料的柱中进行的。 柱的总体积为VA，它包括填料 的骨架体积 VGM ，填料的孔体 积Vi(内水体积)以及填料颗粒 之间的体积V0（外水体积）。 VA=Vi+V0+VGM