凝膠色譜柱是一種基于分子尺寸進行分離的色譜技術(shù)核心部件,廣泛應(yīng)用于生物化學、制藥、材料科學等領(lǐng)域。其核心原理是利用多孔凝膠顆粒的分子篩作用:當樣品溶液流經(jīng)色譜柱時,分子量較大的組分無法進入凝膠孔隙,直接隨流動相快速洗脫;分子量較小的組分則進入孔隙內(nèi)部,路徑延長導(dǎo)致洗脫時間更長,從而實現(xiàn)按分子量從大到小的順序分離。
1、基于分子大小的分離(分子篩效應(yīng))
原理:凝膠色譜柱的填料是多孔凝膠顆粒(如瓊脂糖、聚丙烯酰胺等),其孔徑大小決定了分離范圍。當樣品流經(jīng)色譜柱時:
大分子:無法進入凝膠孔隙,只能從顆粒間隙快速通過,率x被洗脫。
小分子:可自由進入凝膠孔隙,路徑復(fù)雜且流動緩慢,最終被洗脫。
中等分子:部分進入孔隙,洗脫時間介于大分子和小分子之間。
特點:分離僅依賴分子體積,與化學性質(zhì)或電荷無關(guān),屬于物理排阻技術(shù)。
2、生物大分子的純化與分析
應(yīng)用領(lǐng)域:廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子的分離純化。例如:
去除蛋白質(zhì)溶液中的雜質(zhì)(如鹽離子、小分子代謝產(chǎn)物)。
分離不同分子量的蛋白質(zhì)亞基或復(fù)合物。
驗證生物制品的分子量分布(如抗體、疫苗)。
優(yōu)勢:分離條件溫和(常溫、中性pH),避免生物活性物質(zhì)失活;樣品回收率高(接近100%)。
3、高分子材料的分析與表征
應(yīng)用場景:用于測定高分子聚合物(如聚乙烯、聚苯乙烯)的分子量分布、聚合度等參數(shù)。
作用:通過洗脫時間推算分子量,評估材料性能(如強度、溶解性)。
4、去除非目標雜質(zhì)
功能:在樣品前處理中,可快速去除混合物中不需要的小分子雜質(zhì)(如鹽分、寡肽),提升目標組分的純度。
5、支持復(fù)雜樣品的預(yù)處理
兼容性:適用于多種溶劑體系(如鹽溶液、緩沖液),可與其他色譜技術(shù)(如離子交換、反相色譜)聯(lián)用,實現(xiàn)多維度分離。