凝膠色譜柱是一種用于分離生物大分子的柱層析技術,它基于形狀選擇和分子篩分離原理,在分子量、電荷、極性和親疏水性等方面具有較大的分辨能力和選擇特異性。該技術廣泛應用于蛋白質(zhì)、酶、核酸、多糖等復雜生物大分子的分離純化及結構表征,是生物化學、生物物理、生物醫(yī)學等學科中重要的工具。
凝膠色譜柱按照凝膠材料的類型和粒徑大小可分為不同類型,包括聚丙烯酰胺凝膠(PAGE)、瓊脂糖凝膠、超高分子量聚乙烯醇(PVA)凝膠、流動相中含有聚合物微球的凝膠等。這些凝膠具備不同的分子篩分離能力和通透性,可根據(jù)需要靈活選擇。
宸喬提供的Supdex30pg、Supdex75pg、Supdex 200pg為新一代凝膠過濾介質(zhì),由葡聚糖與高交聯(lián)度瓊脂糖共價結合而成,高交聯(lián)度瓊脂糖賦予了介質(zhì)較高的耐壓性,介質(zhì)中分布的葡聚糖實現(xiàn)了其對不同大小蛋白和多肽的高度分離,能夠?qū)崿F(xiàn)高流速下高分辨率的精細分離純化實驗。
基礎理論:
分子篩效應:凝膠色譜根據(jù)分子大小來實現(xiàn)分離。大分子無法進入凝膠的小孔徑,因此沿顆粒外部迅速通過,小分子則可以穿透這些孔隙,滯留時間相對較長,從而實現(xiàn)分子按大小分離的效果。
分離機制:樣品中的不同大小分子在通過凝膠色譜柱時,會按照其分子尺寸被分離。大分子因無法進入所有凝膠孔徑而首先流出,小分子則因深入孔徑而滯后流出。
組成結構:
柱體積:指裝填凝膠后柱的實際使用容積,影響分離效果和分辨率。
填料:凝膠色譜柱的分離性能很大程度上取決于填料的性質(zhì),如粒徑、孔徑分布等。常見的填料有交聯(lián)葡聚糖、聚丙烯酰胺等,具有不同的分離范圍和適用性。
應用范圍:
1. 蛋白質(zhì)純化:凝膠色譜柱可用于分離純化特定分子量、極性、親疏水性或電荷的蛋白質(zhì)。例如,離子交換色譜柱可用于根據(jù)蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)進行分離,而分子篩色譜則可根據(jù)分子大小進行分離。
2. 酶學研究:酶活性通常與其分子結構和化學性質(zhì)相關,因此凝膠色譜柱可用于分離純化和表征各種酶,包括氧化酶、酰胺酶、葡萄糖酸脫氫酶等。
3. 核酸純化:它也可用于純化DNA、RNA以及相關蛋白質(zhì)復合物。例如,凝膠超濾色譜柱可用于分離純化含有特定大小DNA分子的混合溶液,而脫鹽凝膠色譜柱可用于分離DNA與蛋白質(zhì)復合物。
4. 多糖分析:它可用于分離分子量相近的多糖分子,如分離賴氨酸聚糖、明膠、甘露聚糖等。
凝膠色譜柱是一種分離生物大分子(如蛋白質(zhì)、多肽、核酸等)的常用方法。在分離過程中,生物大分子混入流動相中,通過不同的親和性與固定在色譜柱中的凝膠粒子相互作用而實現(xiàn)分離。操作過程如下:
一、準備工作:
1.檢查色譜柱是否安裝在專業(yè)色譜機上并插好了輸液端口;
2.整體清潔柱外表和輸液端口;
3.配置所需緩沖液,并過濾去雜質(zhì);
4.調(diào)整專業(yè)色譜機參數(shù),如流速、檢測方式(如紫外光譜)、樣品注入量等。
二、樣品制備與加載:
1.根據(jù)樣品特性調(diào)整緩沖液pH值并稀釋;
2.樣品加入吸附管中,使用低爆粘度管口接凝膠色譜柱頂部端口;
3.在柱頂注入適量緩沖液,待液體滲透后加入樣品。
三、洗脫:
1.待樣品全部加完,緩慢注入適量緩沖液進行洗脫;
2.通過檢測尋找目標物質(zhì),做到用盡緩沖液;
3.延長洗脫時間以沉淀剩余廢物。
四、洗脫和回收:
1.將樣品分進多個樣品管中,不同管內(nèi)含有不同樣品;
2.根據(jù)需要洗滌外部顆粒物,還原道特定化合物;
3.用標準梯度洗脫樣品并收集目標物;
4.測定樣品的吸收率,結合其他實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析。
凝膠色譜柱是一種重要的生物分離純化技術,其應用廣泛,用于生物大分子的分離純化及表征,在生命科學相關領域有著廣泛的應用前景。
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