超濾層析柱
❶ 為什麼凝膠過濾層析柱會漏水
凝膠過濾層析(gel filtration chromatography)
凝膠過濾層析法又稱排阻層析或分子篩方法,主要是根據蛋白質的大小和形狀,即蛋白質的質量進行分離和純化。層析柱中的填料是某些惰性的多孔網狀結構物質,多是交聯的聚糖(如葡聚糖或瓊脂糖)類物質,使蛋白質混合物中的物質按分子大小的不同進行分離。
也叫做分子排阻層析(molecular-exclusion chromatography)。一種利用帶孔凝膠珠作基質,按照分子大小分離蛋白質或其它分子混合物的層析技術。 一般是大分子先流出來,小分子後流出來。
凝膠過濾層析也稱分子篩層析、排阻層析。是利用具有網狀結構的凝膠的分子篩作用,根據被分離物質的分子大小不同來進行分離。層析柱中的填料是某些惰性的多孔網狀結構物質,多是交聯的聚糖(如葡聚糖或瓊脂糖)類物質,小分子物質能進入其內部,流下來速度慢,而大分子物質卻被排除在外部,下來的速度快,當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了。
它的突出優點是層析所用的凝膠屬於惰性載體,不帶電荷,吸附力弱,操作條件比較溫和,可在相當廣的溫度范圍下進行,不需要有機溶劑,並且對分離成分理化性質的保持有獨到之處。對於高分子物質有很好的分離效果。
⒈凝膠的選擇根據實驗目的不同選擇不同型號的凝膠。如果實驗目的是將樣品中的大分子物質和小分子物質分開,由於它們在分配系數上有顯著差異,這種分離又稱組別分離,一般可選用SephadexG-25和G-50,對於小肽和低分子量的物質(1000-5000)的脫鹽可使用SephadexG-10,G-15及Bio-Gel-p-2或4.如果實驗目的是將樣品中一些分子量比較近似的物質進行分離,這種分離又叫分級分離。一般選用排阻限度略大於樣品中最高分子量物質的凝膠,層析過程中這些物質都能不同程度地深入到凝膠內部,由於Kd不同,最後得到分離。
⒉柱的直徑與長度根據經驗,組別分離時,大多採用2-30cm長的層析柱,分級分離時,一般需要100cm左右長的層析柱,其直徑在1-5cm范圍內,小於1cm產生管壁效應,大於5cm則稀釋現象嚴重。長度L與直徑D的比值L/D一般宜在7-10之間,但對移動慢的物質宜在30-40之間。
⒊凝膠柱的制備凝膠型號選定後,將干膠顆粒懸浮於5-10倍量的蒸餾水或洗脫液中充分溶脹,溶脹之後將極細的小顆粒傾瀉出去。自然溶脹費時較長,加熱可使溶脹加速,即在沸水浴中將濕凝膠漿逐漸升溫至近沸,1-2小時即可達到凝膠的充分脹溶。加熱法既可節省時間又可消毒。
凝膠的裝填:將層析柱與地面垂直固定在架子上,下端流出口用夾子夾緊,柱頂可安裝一個帶有攪拌裝置的較大容器,柱內充滿洗脫液,將凝膠調成較稀薄的漿頭液盛於柱頂的容器中,然後在微微地攪拌下使凝膠下沉於柱內,這樣凝膠粒水平上升,直到所需高度為止,拆除柱頂裝置,用相應的濾紙片輕輕蓋在凝膠床表面。稍放置一段時間,再開始流動平衡,流速應低於層析時所需的流速。在平衡過程中逐漸增加到層析的流速,千萬不能超過最終流速。平衡凝膠床過夜,使用前要檢查層析床是否均勻,有無「紋路」或氣泡,或加一些有色物質來觀察色帶的移動,如帶狹窄、均勻平整說明層析柱的性能良好,色帶出現歪曲、散亂、變寬時必須重新裝柱。
⒋加樣和洗脫凝膠床經過平衡後,在床頂部留下數亳升洗脫液使凝膠床飽和,再用滴管加入樣品。一般樣品體積不大於凝膠總床體積的5%-10%。樣品濃度與分配系數無關,故樣品濃度可以提高,但分子量較大的物質,溶液的粘度將隨濃度增加而增大,使分子運動受限,故樣品與洗脫液的相對粘度不得超過1.5-2.樣品加入後打開流出口,使樣品滲入凝膠床內,當樣品液面恰與凝膠床表面相平時,再加入數毫升洗脫液中洗管壁,使其全部進入凝膠床後,將層析床與洗脫液貯瓶及收集器相連,預先設計好流速,然後分部收集洗脫液,並對每一餾份做定性、定量測定。
⒌凝膠柱的重復使用、凝膠回收與保存一次裝柱後可以反復使用,不必特殊處理,並不影響分離效果。為了防止凝膠染菌,可在一次層析後加入0.02%的疊氮鈉,在下次層析前應將抑菌劑除去,以免干擾洗脫液的測定。
如果不再使用可將其回收,一般方法是將凝膠用水沖洗干凈濾干,依次用70%、90%、95%乙醇脫水平衡至乙醇濃度達90%以上,濾干,再用乙醚洗去乙醇、濾干、乾燥保存。濕態保存方法是凝膠漿中加入抑菌劑或水沖洗到中性,密封後高壓滅菌保存。
⒍凝膠層析的應用
⑴脫鹽:高分子(如蛋白質、核酸、多糖等)溶液中的低分子量雜質,可以用凝膠層析法除去,這一操作稱為脫鹽。本法脫鹽操作簡便、快速、蛋白質和酶類等在脫鹽過程中不易變性。適用的凝膠為SephadexG-10、15、25或Bio-Gel-p-2、4、6.柱長與直徑之比為5-15,樣品體積可達柱床體積的25%-30%,為了防止蛋白質脫鹽後溶解度降低會形成沉澱吸附於柱上,一般用醋酸銨等揮發性鹽類緩沖液使層析柱平衡,然後加入樣品,再用同樣緩沖液洗脫,收集的洗脫液用冷凍乾燥法除去揮發性鹽類。
⑵用於分離提純:凝膠層析法已廣泛用於酶、蛋白質、氨基酸、多糖、激素、生物鹼等物質的分離提純。凝膠對熱原有較強的吸附力,可用來去除無離子水中的致熱原制備注射用水。
⑶測定高分子物質的分子量:用一系列已知分子量的標准品放入同一凝膠柱內,在同一條件下層析,記錄每一分鍾成分的洗脫體積,並以洗脫體積對分子量的對數作圖,在一定分子量范圍內可得一直線,即分子量的標准曲線。測定未知物質的分子量時,可將此樣品加在測定了標准曲線的凝膠柱內洗腫後,根據物質的洗脫體積,在標准曲線上查出它的的分子量。
⑷高分子溶液的濃縮:通常將SephadexG-25或50干膠投入到稀的高分子溶液中,這時水分和低分子量的物質就會進入凝膠粒子內部的孔隙中,而高分子物質則排阻在凝膠顆粒之外,再經離心或過濾,將溶脹的凝膠分離出去,就得到了濃縮的高分子溶液
❷ 層析柱如何來選擇,玻璃層析柱與和加壓層析柱的優缺點各是什麼
層析柱是凝膠層析技術中的主體,我們研究所用的就是同興玻璃儀器,一般用玻璃管或有機玻璃管。根據樣品混合物中各組分在固定相和流動相中分配系數不同,從而分離的一種層析法。
層析柱是凝膠層析技術中的主體,一般用玻璃管或有機玻璃管。層析柱的直徑大小不影響分離度,樣品用量大,可加大柱的直徑,一般制備用凝膠柱,直徑大於2厘米,但在加樣時應將樣品均勻分布於凝膠柱床面上。此外, 直徑加大,洗脫液體體積增大,樣品稀釋度大。
玻璃層析柱,開口大,加料快,不需要其他儀器的配合,上方可以做成標准口與其他的標口玻璃儀器相接,但有不容易測量,篩網下方容易殘留很多液體,層析速度較慢,不準確的特點,一般用於對精度要求沒有那麼高的實驗,
加壓層析柱,兩端一般使用4F材料,耐腐蝕,酸鹼性的耐度也可以,中段有玻璃材料的,也有有機玻璃材料的,需要與蠕動泵相結合,加快層析速度,用泵將料打進,如果沒有泵則使用比較麻煩。現在一般的實驗室都是使用加壓的層析柱,taobao上有賣的。
❸ 舉例說明三種柱層析的原理
問問
5.舉例說明三種柱層析的原理
5.舉例說明三種柱層析的原理 3. 試述細胞融合技術在細胞生物學研究中的應用
最佳答案
在分離分析特別是蛋白質分離分析中,層析是相當重要、且相當常見的一種技術,其原理較為復雜,對人員的要求相對較高,這里只能做一個相對簡單的介紹。 一、 吸附層析 1、 吸附柱層析 吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。 2、 薄層層析 薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,以液體為流動相的一種層析方法。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層,然後按紙層析操作進行展層。 3、 聚醯胺薄膜層析 聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。層析時,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的連續過程,就能導致分離物質達到分離目的。 二、 離子交換層析 離子交換層析是在以離子交換劑為固定相,液體為流動相的系統中進行的。離子交換劑是由基質、電荷基團和反離子構成的。離子交換劑與水溶液中離子或離子化合物的反應主要以離子交換方式進行,或藉助離子交換劑上電荷基團對溶液中離子或離子化合物的吸附作用進行。` 三、 凝膠過濾 凝膠過濾又叫分子篩層析,其原因是凝膠具有網狀結構,小分子物質能進入其內部,而大分子物質卻被排除在外部。當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了。 四、 親和層析 親和層析的原理與眾所周知的抗原一抗體、激素一受體和酶一底物等特異性反應的機理相類似,每對反應物之間都有一定的親和力。正如在酶與底物的反應中,特異的廢物(S')才能和一定的酶(E)結合,產生復合物(E-S')一樣。在親和層析中是特異的配體才能和一定的生命大分子之間具有親和力,並產生復合物。而親和層析與酶一底物反應不同的是,前者進行反應時,配體(類似底物)是固相存在;後者進行反應時,底物呈液相存在。實質上親和層析是把具有識別能力的配體L(對酶的配體可以是類似底物、抑制劑或輔基等)以共價鍵的方式固化到含有活化基團的基質M(如活化瓊脂糖等)上,製成親和吸附劑M-L,或者叫做固相載體。而固化後的配體仍保持束縛特異物質的能力。因此,當把圍相載體裝人小層析
❹ 離子交換柱和層析柱是一個東西么
浮動床更利於交換,但對流速有特殊要求的,比如酸回收,糖脫色,一般工藝流速很低,很形象的滲析過去,這里的交換柱可以叫層析
❺ 層析柱與液相柱的區別
1、壓力
液相色譜柱(尤其是分析性高效液相色譜):壓力較高,一般為10-20Mpa
層析柱:一般為常壓,或使用真空泵(0.1Mpa左右)
2、填料
液相色譜柱:粒徑較小(常規5-20um)
層析柱:粒徑較大
3、分離度
由第二項決定,粒徑越小,單位長度下理論塔板數越高
液相色譜柱:分離度比層析柱好
4、效率
液相色譜柱:分離速度快,一般在一小時內
層析柱:分離時間長,一小時以上
❻ 4層析柱洗脫方式有幾種各適用於何種情況
簡單洗脫:始終用同一種洗脫劑洗脫,凝膠層析多採用這種洗脫方式.如果各組分對固定相的親和力差異不大,其區帶的洗脫時間間隔也不長,採用這種方法較為適宜.但要注意必須選擇合適的溶劑,才能使各組分的分配系數較大.
階段洗脫:該方法按照洗脫能力遞增的順序排列,用不同的洗脫液逐級洗脫.它主要對混合物組成簡單、各組分性質差異較大或需快速分離的物質適用.每次用一種洗脫液將其中一種組分快速洗脫下來.
梯度洗脫:當混合物中組分復雜且性質差異較小時,應採用梯度洗脫.它的洗脫能力是逐步連續增加的,梯度可以指濃度、極性、離子強度或pH等.常用的是濃度梯度,在溶液中也就是離子強度梯度.
❼ 層析柱的層析柱
層析柱的直徑大小不影響分離度,樣品用量大,可加大柱的直徑,一般制備用凝膠柱,直徑大於2厘米,但在加樣時應將樣品均勻分布於凝膠柱床面上。此外, 直徑加大,洗脫液體體積增大,樣品稀釋度大。分離度取決於柱高,為分離不同組分,凝膠柱床必須有適宜的高度,分離度與柱高的平方根相關,但由於軟凝膠柱過高擠壓變形阻塞,一般不超過1米。分族分離時用短柱,一般凝膠柱長20-30厘米,柱高與直徑的比較5:1─10:1,凝膠床體積為樣品溶液體積的4-10倍。 分級分離時柱高與直徑之線為20:1─100:1,常用凝膠柱有50×25厘米,10×25厘米。層析柱濾板下的死體積應盡可能的小,如果支掌濾板下的死體積大,被分離組分之間重新混合的可能性就大,其結果是影響洗脫峰形,出現拖尾出象,降低分辯力。在精確分離時,死體積不能超過總床體積的1/1000。
❽ 蛋白質層析、超濾常用技術手段
在分離分析特別是蛋白質分離分析中,層析是相當重要、且相當常見的一種技術,其原理較為復雜,對人員的要求相對較高,這里只能做一個相對簡單的介紹。
一、 吸附層析
1、 吸附柱層析
吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。
2、 薄層層析
薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,以液體為流動相的一種層析方法。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層,然後按紙層析操作進行展層。
3、 聚醯胺薄膜層析
聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。層析時,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的連續過程,就能導致分離物質達到分離目的。
二、 離子交換層析
離子交換層析是在以離子交換劑為固定相,液體為流動相的系統中進行的。離子交換劑是由基質、電荷基團和反離子構成的。離子交換劑與水溶液中離子或離子化合物的反應主要以離子交換方式進行,或藉助離子交換劑上電荷基團對溶液中離子或離子化合物的吸附作用進行。`
三、 凝膠過濾
凝膠過濾又叫分子篩層析,其原因是凝膠具有網狀結構,小分子物質能進入其內部,而大分子物質卻被排除在外部。當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了。
四、 親和層析
親和層析的原理與眾所周知的抗原一抗體、激素一受體和酶一底物等特異性反應的機理相類似,每對反應物之間都有一定的親和力。正如在酶與底物的反應中,特異的廢物(S')才能和一定的酶(E)結合,產生復合物(E-S')一樣。在親和層析中是特異的配體才能和一定的生命大分子之間具有親和力,並產生復合物。而親和層析與酶一底物反應不同的是,前者進行反應時,配體(類似底物)是固相存在;後者進行反應時,底物呈液相存在。實質上親和層析是把具有識別能力的配體L(對酶的配體可以是類似底物、抑制劑或輔基等)以共價鍵的方式固化到含有活化基團的基質M(如活化瓊脂糖等)上,製成親和吸附劑M-L,或者叫做固相載體。而固化後的配體仍保持束縛特異物質的能力。因此,當把圍相載體裝人小層析柱(幾毫升到幾十毫升床體積)後,讓欲分離的樣品液通過該柱。這時樣品中對配體有親和力的物質S就可藉助靜電引力、范德瓦爾力,以及結構互補效應等作用吸附到固相載體上,而無親和力或非特異吸附的物質則被起始緩沖液洗滌出來,並形成了第一個層析峰。然後,恰當地改變起始緩沖 液的PH值、或增加離子強度、或加人抑③劑等因子,即可把物質S從固相載體上解離下來,並形成了第M個層析峰(見圖6-2)。顯然,通過這一操作程序就可把有效成分與雜質滿意地分離開。如果樣品液中存在兩個以上的物質與固相載體具有親和力(其大小有差異)時,採用選擇性緩沖液進行洗脫,也可以將它們分離開。用過的固相載體經再生處理後,可以重復使用。
上面介紹的親和層析法亦稱特異性配體親和層析法。除此之外,還有一種親和層析法叫通用性配體親和層析法。這兩種親和層析法相比,前者的配體一般為復雜的生命大分子物質(如抗體、受體和酶的類似底物等),它具有較強的吸附選擇性和較大的結合力。而後者的配體則一般為簡單的小分子物質(如金屬、染料,以及氨基酸等),它成本低廉、具有較高的吸附容量,通過改善吸附和脫附條件可提高層析的解析度。
五、 聚焦層析
聚焦層析也是一種柱層析。因此,它和另外的層析一樣,照例具有流動相,其流動相為多緩沖劑,固定相為多緩沖交換劑。
聚焦層析原理可以從PH梯度溶液的形成、蛋白質的行為和聚焦效應三方面來闡述。
1、PH梯度溶液的形成
在離子交換層析中,PH梯度溶液的形成是靠梯度混合儀實現的。例如,當使用陰離子 劑進行層析時,制備PH由高到低呈線性變化的梯度溶液的方法是,在梯度儀的混合室(這層析柱者)中裝高PH溶液,而在另一室裝低PH極限溶液,然後打開層析柱的下端出口,讓洗脫液連續不斷地流過柱體。這時從柱的上部到下部溶液的PH值是由高到低變化的。而在聚焦層析中,當洗脫液流進多緩沖交換劑時,由於交換劑帶具有緩沖能力的電荷基團,故PH梯度溶液可以自動形成。例如,當柱中裝陰離子交換劑PBE94(作固定相)時,先用起始緩沖液(配方見表了一2)平衡到PHg,再用含PH6的多緩沖劑物質(作流動相)的淋洗液通過柱體,這時多緩沖劑中酸性最強的組分與鹼性陰離子交換對結合發生中和作用。隨著淋洗液的不斷加人,住內每點的PH值從高到低逐漸下降。照此處理J段時間,從層析柱頂部到底部就形成了PH6~9的梯度。聚焦層析柱中的PH梯度溶液是在淋洗過程中自動形成的,但是隨著淋洗的進行,PH梯度會逐漸向下遷移,從底部流出液的PH卻由9逐漸降至6,並最後恆定於此值,這時層析柱的PH梯度也就消失了。
2.蛋白質的行為
蛋白質所帶電荷取決於它的等電點(PI)和層析柱中的PH值。當柱中的PH低於蛋白質的PI時,蛋白質帶正電荷,且不與陰離於交換劑結合。而隨著洗脫劑向前移動,固定相中的PH值是隨著淋洗時間延長而變化的。當蛋白質移動至環境PH高於其PI時,蛋白質由帶正電行變為帶負電荷,並與陰離子交換劑結合。由於洗脫劑的通過,蛋白質周圍的環境PH 再次低於PI時,它又帶正電荷,並從交換劑解吸下來。隨著洗脫液向柱底的遷移,上述過程將反復進行,於是各種蛋白質就在各自的等電點被洗下來,從而達到了分離的目的。
不同蛋白質具有不同的等電點,它們在被離子交換劑結合以前,移動之距離是不同的,洗脫出來的先後次序是按等電點排列的。
供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。
隨著現代生物技術的發展, 通過基因工程生產蛋白質葯物在治療人類面臨的重大疾病如癌症等方面展示出巨大的潛力. 為滿足生物技術產品工業化生產的需要, 開發高通量、低成本、高效的分離純化方法已引起人們的高度關注. 超濾技術由於具有通量高, 操作條件溫和, 易於放大等特點, 特別適合生物活性大分子的分離. 在生物技術領域, 超濾技術目前已廣泛應用於細胞收集分離、除菌消毒、緩沖液置換、分級( fract ionatio n) 、脫鹽及濃縮[ 1] . 近年來越來越多的研究表明, 通過選擇適當的膜或膜表面改性,以及對分離過程進行優化, 充分利用和調控膜—蛋白質以及蛋白質—蛋白質之間的靜電相互作用, 可以實現分子量相近的兩種蛋白質的高選擇性超濾分離[2- 7] .
為克服常規蛋白質超濾分離過程優化中存在的實驗蛋白質消耗多、工作量大、費時以及費用高等缺點, 我們相繼開發了脈沖進樣技術( Pulsed sampleinject ion technique ) [8]和參數連續變化超濾技術( Parameter scanning ultraf ilt ration) [9]. 並以此為基礎, 結合載體相超濾技術( Carrier phase ult rafil—t rat ion) [10]進一步提出了一種蛋白質超濾分離快速優化新方法[11], 實現了人血漿白蛋白—免疫球蛋白[12]、人源化單克隆抗體( A lemtuzumab) 單體— 二聚體[13]的超濾分離過程快速優化和高選擇性分離,並在膜的篩選及其適用性快速評估方面展現出巨大的潛力. 該方法的主要特徵是與AKTA Prime 系統聯用, 採用脈動進樣技術顯著減少了蛋白質的用量;而利用雙緩沖體系( 類似梯度洗脫) 的參數連續變化超濾技術, 在pH 或離子強度連續變化的情況下考查pH 或離子強度對蛋白質透過率或截留率的影響, 進一步縮短了實驗時間, 降低了蛋白質的用量,極大地減少了實驗量, 加快了過程優化進程; 另外,載體相超濾技術的應用則可保證超濾分離自始至終在設定的條件下進行, 從而最大限度地保證超濾過程的穩定性.
❾ 硅膠柱,色譜柱,固相萃取儀,層析柱有什麼區別 具體一點,謝謝
原理大同小異,都是經典色譜原理,就是不同成分在同一介質(填料)中的吸附(擴散)能力不同而造成的洗脫時間上的差異實現分離。
你所說的幾種主要區別在於填料類型、柱子大小、吸附(擴散)原理以及分離物質不同。其實都是利用色譜原理,有的用於分離分析,有的用於分離提取。硅膠柱是一種正向色譜柱。
❿ 層析柱清洗步驟
http://wenku..com/view/01d97f01eff9aef8941e06f0.html
是這個?請您參考。