主题：【分享】分子筛凝胶层析法的工作原理

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发表于：2010/10/17 18:32:58 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

在一定的温度下，同一化学物质在不相混溶的两种介匝间分布达平街时．该物质在这两种介质中的浓度比是一常数．称分配系数。不同化学物质的分配系数不同。层析法即利用混合物中各组分的分配系数不同而崖其分离的方法。其两种介质，一为固定不动，称固定相，另一为可相对流动，称流动相。

层析法已广泛应用在生物化学领域中，无论是少量分析还是大量制备，都能体现出它的高效性，简便性等特点。在实脸室中的常用层析法有：凝胶过滤，纸层析．薄层层析，离子交换层析，亲和层析，高效液相层析等。

以下介绍几种常用的层析法

凝胶过滤

凝胶过滤的别名很多，如凝皎扩散层析，分子筛层析，排阻层析等。这种技术具有操作简便，回收率高(近100％)，条件缓和等特点，但它的分离操作速度较慢。该法常用于蛋白质，多糖，核酸的分离纯化。

凝胶过滤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V_A，它包括填料的骨架体积V_GM。，填料的孔体积Vi(内水体积)及填料颗粒间的体积V_O(外水体积)。分布在填料的孔中的溶剂是固定相，分布的填料颗粒间的溶剂是流动相。填料颗粒含有许多不同大小的孔．如果待分离的物质分子大小合适，则可以不同程度地向孔中扩散，大分子物质只能占有较少的大孔，小分子则能占有大孔及另外一些小孔。所以当不同分子量物质的混合物流经凝胶柱时，较小的分子在柱中停留的时间比大分于停留的时间长，于是混合物中各组分即按分于大小分开，最先流出的是最大的分子。示意图如下所示，

用于生物材料分离的凝胶主要有交联葡聚糖凝胶(商品名为Sephadex)，聚丙烯酰胺凝胶(商品名为Bio—Gel)，琼脂糖凝胶(商品名Sepharose)等。如常用的交联葡聚糖是将葡聚糖(Dextran)悬浮于有机溶剂，加入交联剂表氯醇交联聚合而成多糖链的三维结构，这种聚合物为白色珠状微粒，是多孔性网状结构，凝胶的孔径大小与交联剂的量有关，交联剂多则交联度大，网状结构紧密，孔径小，反之交联剂少则孔径大。

将含有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。首先将样品小心自柱顶端加入，洗脱，以分步收集器收集洗脱液，测定每管物质浓度，然后以洗脱体积为横坐标，各物质浓度为纵坐标即得如下的洗脱曲线：由图可见最先流出的物质是，A，它的分子量最大，大于该种凝胶的排阻限(A物质分子的直径大于凝胶的孔径)，完全不能进入颗粒内部，只能从颗粒间隙流过，称“全排阻”。其流经体积最小，与外水体积V_O相等。最后流出的物质是C，它的分子量最小，小于该种凝胶的渗入限，其分子可以自由进出凝胶颗粒，这叫“全渗入”。流经体积是外水体积V_O与内水体积Vi的和。而物质B的分子量介于排阻限与渗入限之间，其分子能够部分地进入凝胶颗粒之中，不能全部地不受限制的通过，这叫做“部分排阻”或“部分渗入”。它的流经体积V_e是全部外水体积加上内水体积的一部分，即

V_e=V_O+K_dVi

式中Kd称作“排阻系数”或“分配系数”。它反映了物质分子进入凝胶颗粒的程度。

Kd=(V_e-V_O)／Vi

当Kd=1时，V_e=V_O+V_i为全渗入。

当Kd=0时，V_e=V_O为全排阻。

当0<Kd<1时，V_e=V_O+KdVi为部分排阻。

如Kd>t，则说明该物质分子与凝胶有吸附作用。

这三种物质的分离过程可见示意图如下：

Vi也可通过计算求出：

Vi=aWr

a=凝胶千重

Wi=每克干凝胶吸水毫升数

Vt=Vo+Vi+Vg

Vg=凝胶骨架体积

Vt=可通过测定层析柱内径及高度计算得出：

Vt=1／4D²h

下表为交联葡聚糖凝胶的种类和规格：

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