凝胶过滤层析资料
葡聚糖凝胶的型号不同,其性质亦不一样
分类
以G型葡聚糖凝胶(经水溶液膨胀)作为固定相,以水 溶液作为流动相,对水溶性物质进行分离的层析方法 称为葡聚糖凝胶过滤层析。
以LH型葡聚糖凝胶(经乙醇或二甲亚砜甲酰胺或N、N二甲基甲酰胺等有机溶剂膨胀)作为固定相,以有机 溶剂为流动相,对脂溶性物质进行分离的层析方法称 为葡聚糖凝胶渗透层析。
当暴露于强酸或氧化剂溶液时,则容易使糖苷键水解断裂,因此, 要避免与其接触。
葡聚糖凝胶欲在室温下长期保存时,应加入适量的防腐剂如氯仿、 0.05%NaN3或20%乙醇等,不然微生物将生长。
3.吸附性
葡聚糖凝胶系弱酸性物质,这是由于其每克干胶中含 10-20μg当量的羧基基团所致。
羧基基团能与分离物中电荷基团 (尤其是碱性蛋白质) 发生吸附作用。
的多糖链。 这种多糖链在100℃左右时呈液态,当温度下降到
45℃以下时呈固态。 它们之间以氢键方式相互连接就成了线性的双链单环
凝胶过滤层析
gel filtration chromatogra
phy,GFC
定义
凝胶过滤层析是生化分离常用色谱技术的一种。 利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用,根据被分离
物质的分子大小不同来进行分离,也被称为体积排阻 层析(size exclusion chromatography)、分子筛 层析(Molecular Sieve Chromatography)、凝胶渗 透层析(Gel Permeation Chromatography)
这样,经过层析柱,混合物中的各物 质按其分子大小不同而被分离。
固定相(凝胶)
三维空间网状结构
分子筛效应: 按分子大小不同,在凝胶受到的
阻滞作用有差异,从而造成各组分在凝 胶柱中的迁移速度不同得到分离。
小分子
固 定 相
样品
流 动 相
大分子
小分子 被延滯
较快流出
基本概念
外水体积(Vo)是指凝胶柱中凝胶颗粒周围空间的体积,也就是凝胶颗粒 间液体流动相的体积。
内水体积(Vi)是指凝胶颗粒中孔穴的体积。 基质体积(Vg)是指凝胶颗粒实际骨架体积。 柱床体积(Vt)就是指凝胶柱所能容纳的总体积。 洗脱体积(Ve)是指将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液的体积
凝胶层析柱各种体积示意图(阴影部分)
分配系数(Kd)
每个溶质分子在流动相和固定相之间有一个特定的分配系数
2.稳定性
葡聚糖凝胶在水溶液、盐溶液、碱溶液、弱酸溶液和有机溶剂中 是稳定的、不溶解的,而且很少产生化学降解。
在中性条件下,葡聚糖凝胶悬浮液可置高温(120℃)消毒0.5h,其 性质并不改变。
在0.1mol/L HCl溶液中浸泡1~2h,甚至在0.02mol/L HCI溶液中 浸泡6个月以上,对分离效果无明显的影响。
交联葡聚糖凝胶的化学结构
Sephadex G系列凝胶的分级范围 G10 <700 D G15 <1,500 G25 1,000 ~ 5,000 G-50 1,500~30,000 G-75 3,000~70,000 G100 4,000 ~150,000 G150 5,000 ~400,000 G200 5,000 ~800,000
应用
凝胶层析法适用于分离和提纯蛋白质、酶、多 肽、激素、多糖、核酸类等物质。
分子大小彼此相差25%的样品,只要通过单一 凝胶床就可以完全将它们分开。
利用凝胶的分子筛特性,可对这些物质的溶液 进行脱盐、去热源和脱色。
原理
带网孔的
凝胶是一类多孔性高分子聚合物,每 葡聚糖珠
个颗粒犹如一个筛子。
Kd=0 0<Kd<1 Kd=1
大分子量
小分子量
洗脱体积
为溶质以某种程度向凝胶颗粒内扩 散
典型的凝胶类型
交联葡聚糖凝胶:Sephadex������ 聚丙烯酰胺凝胶:Sephacryl ������ 琼脂糖凝胶:Sepharose和Bio-Gel������ 其它:有机凝胶Sepharon,交联聚醚
葡聚糖凝胶
1.理化性质 葡聚糖凝胶的外观为白色珠状颗粒。 它带有大量的羟基,亲水性好,因此在水溶液或电解质溶液中极
易膨胀。 由于各种型号的葡聚糖凝胶的交联度不同,致使如下理化性质在
水中的有明显的差异: 膨胀度(床体积) 吸水量(每克干凝胶在水中充分膨胀时所需的水量) 筛孔的大小 分级范围
小分子进入
当样品溶液通过凝胶柱时,相对分子 葡聚糖珠内 质量较大的物质沿着凝胶颗粒间的孔
隙,随进 出凝胶颗粒的网孔,使流量增长,移 动速率慢而最后流出层析柱。
中等大小的分子在大分子物质与小分 子物质之间被洗脱。
大分子不 能进入珠 内,经珠 之间缝隙 流出
Ve=Vo+KdVi
(1)Ve = Vo,Kd = 0 分子完全被排阻于凝胶颗粒之外 全部分布于流动相里 最先流出 (2)Ve = Vo + Vi,Kd = 1 分子完全不被排阻 完全向凝胶颗粒内部扩散 在两相分配的比值为1,最后流出
(3) 0 <Kd <1,Ve = Vo +ViKd
特点:与被分离物质分子的 大小和凝胶颗粒孔隙的大小 有关
Toyopeal,纤维素凝胶,改性刚性填料等
葡聚糖凝胶
葡聚糖凝胶(Sephadex)具有 良好的化学稳定性,是目前生 化产品制备中最常用的凝胶。
基本骨架:葡聚糖(dextran); 交联剂:3-氯-1 ,2-环氧氯丙 烷使葡聚糖之间通过醚键交联 聚合而成的三维空间网状结构
葡聚糖凝胶网孔大小可通过调 节交联剂和葡聚糖的配比及反 应条件来控制。交联度越大, 网孔越小,吸水膨胀就越小。 交联度越小,网孔越大,吸水 膨胀就越大
这种吸附作用可以借助提高洗脱液的离子强度得以克 服。 当离子强度大于0.05时,一般对弱碱性蛋白质就无 吸附力了。 因此,常用含有NaCl的缓冲液作洗脱液。
琼脂糖凝胶(商品名为Sepharose)
琼脂糖是从琼脂中分离出来的。 在制备过程要将其中含硫酸根和羧基基团的琼脂胶除
去,得到不带电荷基团的琼脂糖。 琼脂糖是由D-半乳糖和3、6脱水的L-半乳糖连接构成