第三章 凝胶过滤层析..
- 格式:ppt
- 大小:1.24 MB
- 文档页数:64
凝胶过滤层析步骤凝胶过滤层析是一种常用的色谱技术,广泛应用于生物分离和分析领域。
下面将介绍凝胶过滤层析的步骤。
一、样品制备在进行凝胶过滤层析之前,首先需要准备样品。
样品可以是生物大分子,如蛋白质、核酸等。
样品需要在适当的缓冲液中溶解,并进行必要的预处理,如去除杂质、浓缩等。
二、凝胶选择凝胶过滤层析中常用的凝胶材料有几种,如琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等。
在选择凝胶时,需要考虑样品的分子大小、分子量范围以及分离的目的等因素。
不同的凝胶材料具有不同的孔隙结构和分子筛效果,因此需要根据实验要求选择合适的凝胶。
三、制备凝胶柱凝胶过滤层析通常需要制备凝胶柱。
制备凝胶柱的方法有很多种,常见的有手工制备和使用专用的凝胶柱填充器。
制备凝胶柱时需要注意填充均匀、不产生气泡和空隙等问题。
四、样品加载将制备好的样品加载到凝胶柱中。
加载样品时,需要根据样品的性质和目的选择合适的操作方法。
一般来说,可以采用重力或压力驱动的方式进行样品加载。
五、洗脱和分离完成样品加载后,可以进行洗脱和分离步骤。
洗脱是指用适当的缓冲液将未结合的样品从凝胶中洗脱出来,以去除杂质。
分离是指将目标分子从凝胶中洗脱出来,以实现分离纯化的目的。
在洗脱和分离过程中,需要根据实验要求选择合适的缓冲液体系和洗脱条件。
六、收集和分析样品完成洗脱和分离后,可以将洗脱液收集起来进行进一步的分析。
收集的洗脱液可以用于测定目标分子的浓度、纯度以及其他相关性质。
常用的分析方法有分光光度法、蛋白质浓度测定、电泳分析等。
七、凝胶再生完成一次凝胶过滤层析后,凝胶柱需要进行再生以便下次使用。
凝胶再生的方法有多种,常见的有使用盐溶液、酸碱溶液或特定的再生缓冲液进行再生。
再生后的凝胶柱需要进行验证,确保再生效果良好。
总结:凝胶过滤层析是一种简单有效的生物分离技术。
通过选择合适的凝胶材料、制备凝胶柱、加载样品、洗脱和分离等步骤,可以实现对样品的纯化和分离。
凝胶过滤层析在生物学、生物化学等领域有着广泛的应用,为研究和分析生物大分子提供了重要的手段。
凝胶过滤层析法分离纯化蛋白质实验六凝胶过滤层析法分离纯化蛋白质一、实验目的1. 了解凝胶层析的原理及其应用。
2. 掌握利用凝胶层析法分离纯化蛋白质的实验技能二、实验原理凝胶层析又称凝胶过滤,是一种按分子量大小分离物质的层析方法。
该方法是把样品加到充满着凝胶颗粒的层析柱中,然后用缓冲液洗脱。
大分子不能进入凝胶颗粒中的静止相中,只留在凝胶颗粒之间的流动相中,因此以较快的速度首先流出层析柱,而小分子则能自由出入凝胶颗粒中,并很快在流动相和静止相之间形成动态平衡,因此就要花费较长的时间流经柱床,从而使不同大小的分子得以分离。
凝胶过滤柱层析所用的基质是具有立体网状结构、筛孔直径一致,且呈珠状颗粒的物质。
这种物质可以完全或部分排阻某些大分子化合物于筛孔之外,而对某些小分子化合物则不能排阻,但可让其在筛孔中自由扩散、渗透。
任何一种被分离的化合物被凝胶筛孔排阻的程度可用分配系数Kav(被分离化合物在内水和外水体积中的比例关系)表示。
Kav值的大小与凝胶床的总体积(Vt)、外水体积(Vo)及分离物本身的洗脱体积(Ve)有关,即:Kav= (Ve-Vo)/(Vt-Vo) 在限定的层析条件下,Vt和Vo都是恒定值,而Ve值却是随着分离物分子量的变化而变化的。
分离物分子量大,Kav值小;反之,则Kav值增大。
Ve(洗脱体积)为某一成分从加入样品算起,到组分的最大浓度(峰)出现时所流出的体积。
Ve随溶质的相对分子质量的大小和对凝胶的吸附等因素而不同。
一般相对分子质量较小的溶质,它的Ve值比相对分子量较大的溶质要大。
通常选用蓝色葡聚糖2000作为测定外水体积的物质。
该物质分子量大(为200万),呈蓝色,它在各种型号的葡聚糖凝胶中都被完全排阻,并可借助其本身颜色,采用肉眼或分光光度仪检测(210nm或260nm或620nm)洗脱体积(即Vo)。
但是,在测定激酶等蛋白质的分子量时,不宜用蓝色葡聚糖2000测定外水体积,因为它对激酶有吸附作用,所以有时用巨球蛋白代替。
凝胶过滤层析原理
凝胶过滤层析是一种非细胞的分离、纯化技术,是基于分子大小和电
性等特性来对溶质进行分离的一种方法。
原理是将溶液中的溶质通过凝胶
的过滤层,将溶质从一个溶液中分离出和分离目标溶质有共同特性的溶质。
该溶液经过凝胶过滤层析,将溶质分成了很多种,每个都各自体现出不同
的性质,以此分离出溶质。
同时,凝胶过滤层析还可以用来做灵敏试验,
在生物医学研究中,它也可以作为一种实验手段。
凝胶过滤层析的优势是
它对溶质的分离效果好,可以有效地从溶液中分离出指定的溶质或其它污
染物,并且它可以检测到微量的溶质,还可以实现动态检测,可以有效控
制溶质的浓度从而控制反应的进程。
凝胶过滤层析如何操作?凝胶过滤层析操作 1.凝胶的预处理交联葡聚糖凝胶的市售商品多为干燥颗粒,使用前必须充分溶胀。
方法是将欲使用的干凝胶缓慢地倾倒入5,10倍的去离子水中,参照相关资料中凝胶溶胀所需时间,进行充分浸泡,然后用倾倒法除去表面悬浮的小颗粒,并减压抽气排除凝胶悬液中的气泡,准备装柱。
在许多情况下,也可采用加热煮沸方法进行凝胶溶胀,此法不仅能加快溶胀速率,而且能除去凝胶中污染的细菌,同时排除气泡。
表凝胶型号和层析柱大小与规格及凝胶用量层析柱规格凝胶的规格和用量(g)直径(cm) 高(cm) 容量 (ml) G25 G50 G100 G200 0.9 15 9.5 2.5 1 0.6 0.3 0.9 30 19 5 2 1.2 0.60.9 60 38 10 4 2.5 1.21.6 20 40 10 42.5 1.21.6 40 80 20 8 5.02.41.6 70 140 35 14 9.0 4.4 1.6 100 200 50 20 12.5 6 2.6 40 210 50 20 12 72.6 70 370 90 35 20 122.6 2.6 100 60 530 1 000 130 250 50 110 30 70 17 352.装柱层析柱的选择一般根据分离样品的种类和样品的数量而定。
纯化蛋白质时,柱床体积应为样品体积的25,100倍。
去除盐及游离荧光素约为样品体积的4,10倍。
柱太短,影响分离效果。
柱长一些,分离效果好,但柱太长,则延长分离时间,样品也稀释过度。
层析柱的内径也要选择适当。
内径过细,会发生“器壁效应”,即靠近管壁的流速要大于中心的流速影响分离效果。
所以层析柱的内径和高度应有一定的比例。
对于除盐来说应为1:5,1:25;对于纯化蛋白质来说应为1:20,1:100。
凝胶柱的装填方法和要求,基本上与离子交换柱的制备相同。
一根理想的凝胶柱要求柱中的填料(凝胶)密度均匀一致,没有空隙和气泡。
凝胶过滤层析的原理
凝胶过滤层析是用一定大小的凝胶柱作为分离介质,在固定相(吸附剂)和流动相之间加入适当的溶液,使两种组分通过柱时发生不同的作用而分离开来的一种分离方法。
凝胶是一种高分子聚合物,它具有多孔结构,大分子间可相互接触并可相互渗透,由于大分子间有氢键和离子键等相互作用,因此它们在溶液中很容易扩散。
大分子在流动相中是分散的,因此在流动相中它们很容易受到洗脱。
凝胶层析利用凝胶中所含的高分子聚合物(如蛋白质、多糖等)能吸附溶质分子而使其不能通过而在另一种溶液中析出的特性进行分离。
凝胶过滤层析是分离技术中最复杂、最难的方法之一,也是研究得最多、应用最广的方法之一。
蛋白质、多糖等大分子物质在流动相(如NaOH)中不能快
速通过大分子间的作用力而被吸附在柱上。
但当蛋白或多糖等大分子物质达到一定浓度时,大分子间的作用力就会减弱或消失,这时它就会通过柱,但这时由于上柱过程中水和溶质不能完全洗脱,所以就会有部分蛋白质或多糖留在柱上。
—— 1 —1 —。
分子筛(凝胶过滤层析)工艺流程
分子筛(凝胶过滤层析)是一种分离和纯化大分子物质的技术。
本文将介绍分子筛的工艺流程。
第一步,制备凝胶。
凝胶是一种聚合物,可以使用不同的物质制备。
首先要选择合适的物质,然后加入交联剂制备凝胶。
凝胶可以用于不同类型的分子筛,例如大小分子筛、电荷分子筛和亲和分子筛。
第二步,制备固定化层析色谱柱。
固定化层析色谱柱由一个空心柱和一层固定化凝胶组成。
在这一步中,要将凝胶灌入空心柱中,并在柱底放置过滤器以减小凝胶颗粒外溢的风险。
之后,将柱放入固定化设备中,加热激活它。
第三步,样品制备。
取样品并将其纯化和浓缩。
这可以通过离心和冻干等方式实现。
纯化过后的样品可以溶解后注入至分子筛柱。
第四步,运行分子筛。
将样品注入至分子筛柱中,并让样品通过柱。
样品的分子会被分离出来并在某一时刻被洗掉。
不同类型的分子筛可以用于不同类型的分子。
第五步,分离产物收集。
收集分离出的产物以便后续的研究或应用。
这些产物可以存储或进一步操作。
总的来说,制备凝胶、制备固定化层析色谱柱、样品制备、运行分子筛和分离产物收集是分子筛的主要工艺流程。
不同类型的分子筛和样品需要不同的操作和步骤。
但总体上,这些步骤都需要精细操作和严密的注意事项,以确保产物的纯度和准确性。
凝胶过滤层析的特点
凝胶过滤层析是一种常用的分离、纯化生物大分子的技术方法。
它的主要特点是操作简便、分离效果好、适用范围广。
下面将就凝胶
过滤层析的特点进行详细论述。
首先,凝胶过滤层析具有操作简便的特点。
相比其他分离方法,
凝胶过滤层析不需要复杂的设备和条件,只需要使用凝胶过滤柱,将
样品加入柱上,经过适当的洗涤和洗脱,即可得到目标物质。
其操作
过程简单明了,不需要专业化的知识和技能,即使是初学者也可以轻
松上手。
其次,凝胶过滤层析具有分离效果好的特点。
凝胶过滤层析能够
根据分子大小进行分离,较大的分子无法通过凝胶基质的孔隙,从而
得到纯净的目标物质。
与其他方法相比,凝胶过滤层析的分离效果更
为准确,能够有效地去除杂质,提高产物的纯度。
此外,凝胶过滤层析适用范围广。
凝胶过滤层析不仅适用于蛋白
质的纯化和富集,还适用于核酸、多肽、糖类等生物大分子的分离。
不同类型的凝胶基质可以选择不同的分离范围,满足不同实验需求。
凝胶过滤层析的广泛适用性,使其成为生物科研和生产领域中不可或
缺的工具。
综上所述,凝胶过滤层析作为一种常用的生物大分子分离技术,
具有操作简便、分离效果好和适用范围广的特点。
通过凝胶过滤层析,我们可以轻松地获得纯净的目标物质,为后续的实验和应用奠定基础。
在未来的研究中,我们将进一步探索凝胶过滤层析的优化与应用,以
提高其分离效率和经济性。
凝胶过滤层析技术原理讲解凝胶过滤层析技术原理讲解(附动画)原创作者;gfzhang凝胶过滤层析(Gel Filtration Chromatography,GFC)又称尺寸排阻层析(Size Exclusion Chromatography,SEC)凝胶渗透层析(Gel Permeation Chromatography,GPC)分子筛层析(Molecular Sieve Chromatography,MSC)注:在高效液相色谱分析中,用GFC或SEC表示凝胶过滤色谱或尺寸排阻色谱,流动相通常是水溶液;在有机高分子分析中,常用GPC表示凝胶渗透色谱,流动相通常是有机溶剂;在蛋白质分离纯化中用GFC或SEC表示凝胶过滤层析或尺寸排阻层析;本文以下内容均针对蛋白质分离,因此均以凝胶过滤层析(GFC)表示。
(1)分离机理GFC填料是由高分子交联而成、内部具有网状筛孔的固体颗粒,利用球状凝胶内的筛孔的大小,不同水力学半径的分子在通过填料时运行路径存在差异,利用该差异将不同大小的蛋白质进行分离。
蛋白质分子流过填充凝胶的管柱时,大分子无法进入凝胶筛孔,而只流经凝胶及管柱间的孔隙,因此总体运行路径较短,从层析柱入口到出口所需时间较短;较小的分子因为进入凝胶内的筛孔,总体运行路径较长,故在管柱内的停留时间较长;基于此原理可以区分大小不同的分子,亦可与已知大小的分子作比较而确定未知样品的分子量。
注1:球形蛋白与线性分子在凝胶过滤层析中的保留行为存在差异,因此使用球形蛋白制作的分子量标准曲线不能用于明胶多肽、淀粉或其它聚合物。
(2)应用范围A蛋白质分离,基于混合中不同蛋白质分子尺寸大小进行分离;B分子量测定,蛋白质分子量(球形)的对数与其在凝胶过滤层析时的保留时间呈线性关系; C样品脱盐或溶剂置换。
(3)填料要求一般状况下,用于制备凝胶过滤层析的填料应不吸附目标成份,所有欲分离物质均被洗脱出,这是凝胶层析法与其它层析法不同的地方。
凝胶过滤层析实验凝胶过滤作为实验室最常用的层析方法之一,无疑是众多层析方法中最娇贵的存在。
原理凝胶过滤层析是根据蛋白质分子大小不同而达到分离效果的,凝胶过滤填料中含有大量微孔,只允许缓冲液及小分子量蛋白质通过,而大分子蛋白质及一些蛋白复合物则被阻挡在外。
因此,高分子量的蛋白质在填料颗粒间隙中流动,比低分于量蛋白更早地被洗脱下来。
最大的蛋白质分子最早流出柱子,因为它们在到达柱底前经过的体积最小。
中等大小的蛋白质可以进入填料分子中较大的孔内,因此它们晚一些到达柱底,而小蛋白质可以逬入所有填料的孔内,有最大的通过体积,故最后到达柱底。
材料与仪器蛋白质溶液缓冲液、蓝色葡聚糖溶液、乙醇、乙腈、乙酸、胃蛋白酶低压层析系统操作步骤1.凝胶的填装1.1凝胶的溶胀如果凝胶是脱水的干粉(例如Sephadex)在使用前需要溶胀。
1.1.1一份凝胶加10份的缓冲液,原则上应将凝胶颗粒放入洗脱缓冲液中。
1.1.2在摇床上或手动搅拌混合,避免使用电力搅拌器。
因为机械搅拌力会导致凝胶颗粒破裂成碎片,这些细小的碎片将干扰层析。
如果出现细小的凝胶碎片可将凝胶浆悬浮,待凝胶颗粒沉降后,去除上清,重复几次,直到液相不再混浊为止。
1.1.3自然溶胀需要24 h至数天,为了加速溶胀,可用热法溶胀。
即在沸水浴中将凝胶浆逐渐升温至近沸,这样可加速溶胀平衡,通常1~2 h即可完成。
这种方法不但省时,还可以排除气泡和消毒。
1.1.4无论凝胶是否需要溶胀,为了防止气泡影响层析,需用水泵或真空泵对凝胶浆抽气1 h。
1.2装柱1.2.1将层析柱垂直安装在无直接光照、无空气对流处,以防止由于温度变化使层析柱内产生气泡。
通常放在专用的层析冷柜中;1.2.2装柱前取3/4体积的凝胶和1/4体积的缓冲液制成凝胶浆;1.2.3对于经常使用的层析柱,建议使用一个商品化的流动相接头(flow adaptors)。
它对柱床表面有保护作用,还可以避免样品中的大颗粒混入凝胶中,从而延长层析柱的寿命;1.2.4将缓冲液加入层析柱,当有缓冲液流出时关闭柱的出口。
【实验目的】掌握凝胶过滤层析的原理及操作方法【实验原理】凝胶过滤层析也称分子筛层析、排阻层析。
是利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用,根据被分离物质的分子大小不同来进行分离。
层析柱中的填料是某些惰性的多孔网状结构物质,多是交联的聚糖(如葡聚糖或琼脂糖)类物质,小分子物质能进入其内部,流下时路程较长,而大分子物质却被排除在外部,下来的路程短,当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时,溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。
1、器材:核酸蛋白检测仪、层析柱、水浴锅、真空泵2、试剂:SephadexG-25【实验步骤】(1)凝胶的选择:在经过膜分离后,分子量<5000。
本次实验选用G-25葡聚糖凝胶(分离范围1000-5000)。
(2)柱子的选择:分子量<5000,膜分离后玉米肽中不同的小肽分子量比较接近,属于分级分离,所以选用50*1.6规格的柱子。
(3)干凝胶用量的计算:柱子体积/膨胀度,G-25膨胀度是4~6。
(4)凝胶的预处理:将干胶颗粒悬浮于5-10倍量的蒸馏水或洗脱液中充分溶胀,溶胀之后将极细的小颗粒倾泻出去。
可以用玻璃棒搅拌,但是不能剧烈,防止凝胶破裂。
多洗几次,尽量洗干净。
自然溶胀费时较长,加热可使溶胀加速,即在沸水浴中将湿凝胶浆逐渐升温至近沸,1-2小时即可达到凝胶的充分胀溶。
充分溶胀后,进行真空脱气。
(5)洗脱液的选择:本实验采用蒸馏水做洗脱液。
(6)凝胶的填充:将层析柱与地面垂直固定在架子上,然后将处理好的凝胶倒入柱子里,不能有气泡,要防止干柱。
(7)柱平衡:装柱完成后,用洗脱液来平衡柱子,直至核酸蛋白检测系统基线保持水平半个小时以上。
(8)上样:上样量在5%~10%。
(9)标准曲线的制作:本次实验用到还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、杆菌肽(氧化型谷胱甘肽(GSSG),M=612.63;还原型谷胱甘肽(GSH),M=307.33;杆菌肽M=1422.69)。
三种肽各称取0.03g 配成2ml,进行层析,在恒定流速下进行凝胶过滤层析。
凝胶过滤层析实验步骤
凝胶过滤层析实验步骤:
①选取合适粒径交联度的凝胶介质如Sephadex G-25根据分子量范围决定;
②准备柱子前需用大量蒸馏水浸泡凝胶颗粒直至完全膨胀恢复活性;
②装柱时缓缓倾倒凝胶悬浮液沿柱壁旋转使之内层密实无明显气泡夹杂;
④平衡过程中用磷酸盐缓冲液PBS以恒定流速洗涤直至流出液pH值稳定;
⑤样品制备时需离心去除沉淀溶解于少量缓冲液中保证浓度适中;
⑥上样后立即开启蠕动泵控制流速让样品均匀分布避免形成沟道效应;
⑦收集各个分数时预先准备好试管架编号记录每管对应体积位置;
⑧检测分子量分布可通过紫外检测器或其他合适手段监测洗脱峰;
⑨对于感兴趣峰段合并浓缩后可通过SDS-PAGE电泳进一步验证纯度;
⑩实验结束后拆卸清洗层析柱防止残留物质影响下次使用效果;
⑪根据实验目的选择合适分子筛范围重复上述过程直至达到分离目标;
⑫数据分析时注意计算保留时间体积并与标准曲线对比确定各组分分子量。