原理
凝膠是一種多孔性的不帶表面電荷的物質,當帶有多種成分的樣品溶液在凝膠內運動時,由於它們的分子量不同而表現出速度的快慢,在緩衝液洗脫時,分子量大的物質不能進入凝膠孔內,而在凝膠間幾乎是垂直的向下運動,而分子量小的物質則進入凝膠孔內進行“繞道”運行,這樣就可以按分子量的大小,先後流出凝膠柱,達到分離的目的。葡聚糖凝膠的種類與性能
葡聚糖又名右鏇糖酐,在它們的長鏈間以三氯環氧丙烷交聯劑交聯而成。葡聚糖凝膠具有很強的吸水性,交聯度大,吸水性小,相反交聯度小,吸水性大。商品名以SephadexG表示,G值越小,交聯度越大,吸水性越小,G值越大,交聯度越小,吸水性就越大,二者呈反比關係,G值大約為吸水量的10倍。由此可以根據床體積而估算出葡聚糖凝膠乾粉的用量。表1-8 Sephadex1的種類與特性
G25、G50有四種顆粒型號:粗(100µ~300µ)、中(50µ~150µ)、細(20µ~80µ)和超細(10µ~40µ)。G75~G200又有兩種顆粒型號:中(40µ~120µ),超細(10µ~40µ)。顆粒越細,流速越慢,分離效果越好。
表1-9 DEAE-纖維素與Sephadex1比較
試驗方法
1.凝膠的選擇根據層析物質分子量的大小選擇不同型號的凝膠,如除鹽和除游離的螢光素,則可選用粗、中粒度的G28或G500,G250多用於分離蛋白質單體,G200多用於分離蛋白質凝膠聚合體等。2.凝膠的預處理稱取適量的凝膠加入過量的緩衝液在冰櫃(或室溫)中充分膨脹,或在沸水中煮,膨脹時間應根據不同型號的凝膠而定()。
為使粒子均勻一致需進行浮選,即加入凝膠粒子後,輕輕攪拌,靜置20min,傾去沉澱的粒子,如此反覆數次即可。
3.裝柱層析柱的選擇一般根據分離樣品的種類和樣品的數量而定。純化蛋白質時,柱床體積應為樣品體積的25~100倍。去鹽、游離螢光素約為樣品體積的4~10倍。柱太短,影響分離效果。柱長一些,分離效果好,但柱太長,則延長分離時間,樣品也稀釋過度。層析柱的內徑也要選擇適當。內徑過細,會發生“器壁效應”,即靠近管壁的流速要大於中心的流速影響分離效果。所以層析柱的內徑和高度應有一定的比例。對於除鹽來說應為1︰5~1︰25;對於純化蛋白質來說應為1︰20~1︰100。
裝柱過程基本同離子交換層析柱。
4.加樣與洗脫樣品體積不宜過多,最好為床體積的1%~5%,最多不要超過10%。樣品濃度也不宜過大,濃度過大粘度大,分離效果差,一般不超過4%。
洗脫液應與膨脹一致,否則更換溶劑,凝膠體積會發生變化,影響分離效果。洗脫液要有一定的離子強度和pH值。分離血清蛋白常用0.02~0.1Mol/L pH 6.9~8.0的PBS液(0.14Mol/L NaCl)和0.1Mol/L pH8.0Tris-HCl緩衝鹽溶液(0.14Mol/L NaCl)。
5.洗脫液收集同離子交換層析。
6.凝膠柱的重複使用與保存當樣品的各組分全部洗脫下來之後,即可加入新的樣品,繼續使用。保存方法有三種:
⑴ 在液相中保存最方便,即於凝膠懸液中加入防腐劑(一般為0.02%N2N3或0.002%洗必泰)或高壓滅菌後4℃保存。此法至少可以保存半年以上。
⑵ 用完後,以水沖洗,然後用60%~70%酒精液沖洗,凝膠體積縮小,即在半收縮狀態下保存。
⑶ 長期不用者,最好以乾燥狀態保存,即水洗淨後,用含乙醇的水洗,逐漸加大乙醇用量,最後用95%的乙醇洗,可全部去水,再用乙烯去除乙醇,抽濾乾,於60℃~80℃乾燥後保存。