凝膠層析的基本概念
?1. 外水體積、內(nèi)水體積、基質(zhì)體積、柱床體積、洗脫體積
外水體積是指凝膠柱中凝膠顆粒周圍空間的體積,也就是凝膠顆粒間液體流動(dòng)相的體積。內(nèi)水體積是指凝膠顆粒中孔穴的體積,凝膠層析中固定相體積就是指內(nèi)水體積?;|(zhì)體積是指凝膠顆粒實(shí)際骨架體積。而柱床體積就是指凝膠柱所能容納的總體積。洗脫體積是指將樣品中某一組分洗脫下來(lái)所需洗脫液的體積。我們?cè)O(shè)柱床體積為Vt,外水體積為Vo,內(nèi)水體積為Vi,基質(zhì)體積為Vg,則有:
Vt=Vo+Vi+Vg? ? ??
? 由于Vg相對(duì)很小,可以忽略不計(jì),則有:
? ? ? ? ? ? Vt=Vo+Vi? ? ? ? ? ??
? 設(shè)洗脫體積為Ve,Ve一般是介于Vo 和Vt之間的。對(duì)于完全排阻的大分子,由于其不進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部,而只存在于流動(dòng)相中,故其洗脫體積Ve=Vo;對(duì)于完全滲透的小分子,由于它可以存在于凝膠柱整個(gè)體積內(nèi)(忽略凝膠本身體積Vg),故其洗脫體積Ve=Vt。分子量介于二者之間的分子,它們的洗脫體積也介于二者之間。有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)Ve? Vt,這是由于這種分子與凝膠有吸附作用造成的。
Kav也成線性關(guān)系,所以同樣有:
? ? ? ? ? ? Ve=-b’ lg MW+c’? ?
其中b’、c’為常數(shù)。這樣我們通過(guò)將一些已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在同一凝膠柱上以相同條件進(jìn)行洗脫,分別測(cè)定Ve或Kav,并根據(jù)上述的線性關(guān)系繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后在相同的條件下測(cè)定未知物的Ve或Kav,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可求出其分子量。這就是凝膠層析測(cè)定分子量的基本原理,這種方法在后面的應(yīng)用中還將詳細(xì)介紹。
? 3. 排阻極限
? 排阻極限是指不能進(jìn)入凝膠顆粒孔穴內(nèi)部的最小分子的分子量。所有大于排阻極限的分子都不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部,直接從凝膠顆粒外流出,所以它們同時(shí)被最先洗脫出來(lái)。排阻極限代表一種凝膠能有效分離的最大分子量,大于這種凝膠的排阻極限的分子用這種凝膠不能得到分離。例如Sephadex G-50的排阻極限為30,000,它表示分子量大于30,000的分子都將直接從凝膠顆粒之外被洗脫出來(lái)。
? 4. 分級(jí)分離范圍
? 分級(jí)分離范圍表示一種凝膠適用的分離范圍,對(duì)于分子量在這個(gè)范圍內(nèi)的分子,用這種凝膠可以得到較好的線性分離。例如Sephadex G-75對(duì)球形蛋白的分級(jí)分離范圍為3,000-70,000,它表示分子量在這個(gè)范圍內(nèi)的球形蛋白可以通過(guò)Sephadex G-75得到較好的分離。應(yīng)注意,對(duì)于同一型號(hào)的凝膠,球形蛋白與線形蛋白的分級(jí)分離范圍是不同的。
? 5. 吸水率和床體積
? 吸水率是指1g干的凝膠吸收水的體積或者重量,但它不包括顆粒間吸附的水份。所以它不能表示凝膠裝柱后的體積。而床體積是指1g干的凝膠吸水后的最終體積。
? 6. 凝膠顆粒大小
m)來(lái)表示。柱子的分辨率和流速都與凝膠顆粒大小有關(guān)。