凝膠層析的基本原理
? 凝膠層析是依據(jù)分子大小這一物理性質(zhì)進(jìn)行分離純化的。層析過程如圖11 所示。凝膠層析的固定相是惰性的珠狀凝膠顆粒,凝膠顆粒的內(nèi)部具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),形成很多孔穴。當(dāng)含有不同分子大小的組分的樣品進(jìn)入凝膠層析柱后,各個(gè)組分就向固定相的孔穴內(nèi)擴(kuò)散,組分的擴(kuò)散程度取決于孔穴的大小和組分分子大小。比孔穴孔徑大的分子不能擴(kuò)散到孔穴內(nèi)部,完全被排阻在孔外,只能在凝膠顆粒外的空間隨流動(dòng)相向下流動(dòng),它們經(jīng)歷的流程短,流動(dòng)速度快,所以首先流出;而較小的分子則可以完全滲透進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部,經(jīng)歷的流程長,流動(dòng)速度慢,所以最后流出;而分子大小介于二者之間的分子在流動(dòng)中部分滲透,滲透的程度取決于它們分子的大小,所以它們流出的時(shí)間介于二者之間,分子越大的組分越先流出,分子越小的組分越后流出。這樣樣品經(jīng)過凝膠層析后,各個(gè)組分便按分子從大到小的順序依次流出,從而達(dá)到了分離的目的。
(1) 凝膠顆粒???? (2) 小分子組分
(3) 中等分子組分?? (4)?大分子組分
(1) 完全排阻的大分子? ?(2) 中等分子
(3) 完全滲透的小分子? ?(4) 吸附分子
? 柱床體積Vt可以通過加入一定量的水至層析柱預(yù)定標(biāo)記處,然后測量水的體積來測定。外水體積Vo可以通過測定完全排阻的大分子物質(zhì)的洗脫體積來測定,一般常用藍(lán)色葡聚糖-2000作為測定外水體積的物質(zhì)。因?yàn)樗姆肿恿看螅?00萬),在各種型號的凝膠中都被排阻,并且它呈藍(lán)色,易于觀察和檢測。
? 2. 分配系數(shù)
? 分配系數(shù)是指某個(gè)組分在固定相和流動(dòng)相中的濃度比。對于凝膠層析,分配系數(shù)實(shí)質(zhì)上表示某個(gè)組分在內(nèi)水體積和在外水體積中的濃度分配關(guān)系。在凝膠層析中,分配系數(shù)通常表示為:? ? ??
前面介紹了Vt和Vo都是可以測定的,所以測定了某個(gè)組分的Ve就可以得到這個(gè)組分的分配系數(shù)。對于一定的層析條件,Vt和Vo都是恒定的,大分子先被洗脫出來,Ve值小,Kav值也小。而小分子后被洗脫出來,Ve值大,Kav值也大。對于完全排阻的大分子,Ve=Vo,故Kav=0。而對于完全滲透的大分子,Ve=Vt,故Kav=1。一般Kav值在0-1之間,如Kav值大于1,則表示這種物質(zhì)與凝膠有吸附作用。
對于某一型號的凝膠,在一定的分子量范圍內(nèi),各個(gè)組分的Kav與其分子量的對數(shù)成線性關(guān)系:
Kav=-b lg MW+c? ?
其中b、c為常數(shù),MW表示物質(zhì)的分子量。