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凝膠色譜法中凝膠的類型


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-07-27

       在凝膠色譜中,凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙大小及構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的性質(zhì)對(duì)分離效果起著決定性的作用。理想的凝膠應(yīng)具有下述的條件:①凝膠必須在化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)上穩(wěn)定;②有可控制的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)孔徑;③顆粒呈球狀,其大小有最小范圍;④機(jī)械強(qiáng)度盡可能高,不易破碎。

       1.葡聚糖凝膠    是最常用的凝膠,由葡聚糖和甘油基(交聯(lián)劑)通過(guò)醚橋(—O—CH—CHOH—CH2—O—)相交聯(lián)而成的多孔性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下(圖14-13)。
       控制交聯(lián)劑和葡聚糖的量,可以得到不同程度的交聯(lián)度和多孔性。而許多留的羥基使凝膠在水中和其他高極性溶劑(如乙二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲亞砜等)中吸液膨脹。交聯(lián)度大的孔徑小,吸液少,膨脹也少,用于分離小分子量物質(zhì);反之,交聯(lián)度小的孔徑大,吸液膨脹程度也大,適用于分離大分子量物質(zhì)。交聯(lián)度可用“吸水量”或“膨脹重量”表示,即用每克干凝膠所吸收的水分重量來(lái)比較。商品凝膠的型號(hào),多用“吸水量”的10倍數(shù)字來(lái)表示,例如,每克干凝膠吸水量為2.5g時(shí),即定為G-25型。
       表14-9列出各種型號(hào)的葡聚糖凝膠的適用范圍及有關(guān)性能。
表14-9  葡聚糖凝膠(G)類

分離范圍(分子量) 分離范圍(分子量)

浸泡時(shí)間(h) 浸泡時(shí)間(h)
型號(hào) 蛋白質(zhì) 多糖 吸水量(g/g干凝膠) 膨脹體積(ml/g干凝膠) 20~25℃ 0~100

G-10

G-15

G-25

G-50

G-75

G-100

G-150

G-200

<700

<1500

1000~5000

1500~30000

3000~70000

4000~150000

5000~400000

5000~800000

<700

<1500

100~5000

500~10000

1000~50000

1000~100000

1000~150000

1000~200000

1.0±0.1

1.5±0.2

2.5±0.2

5.0±0.3

7.5~0.5

10±1.0

15±1.5

20±2.0

2~3

2.5~3.5

4~6

9~11

12~15

15~20

20~30

30~40

3

3

3

3

24

72

72

72

1

1

1

1

3

5

5

5

       葡聚糖凝膠在水、鹽溶液、弱酸及弱酸溶液中穩(wěn)定性較好,長(zhǎng)期暴露在0.1mol/L的HCl或強(qiáng)氧化劑中將會(huì)破壞顆粒。微生物可使其降解,要注意防止發(fā)霉。
       葡聚糖凝膠還具有離子交換性質(zhì),這是由少數(shù)羧基引起的;并對(duì)芳香族化合物有吸附作用。
       2.聚丙酰胺凝膠    為化學(xué)上最惰性的凝膠,由丙烯酰胺與N,N'-亞甲基二丙烯酰胺交聯(lián)聚合而成。又名生物膠-P(bio-P)。一般性質(zhì)及應(yīng)用均與葡聚糖凝膠相仿。
       3.瓊脂糖凝膠    為乳糖的聚合體,不耐壓。當(dāng)分離物質(zhì)的分子量超過(guò)500000時(shí),選用瓊脂糖凝膠較理想。
       4.多孔玻璃    有精確的孔徑大小,機(jī)械性能好,耐高壓,選擇性好。
       上述幾種凝膠適宜于分離水溶性樣品。對(duì)于非水溶液樣品的分離則采用聚苯乙烯凝膠(商品名為“Styragel”),可在有機(jī)溶劑中膨脹,質(zhì)地堅(jiān)硬,可應(yīng)用在高壓柱中。
       LH-20型葡聚糖凝膠是在G-25型凝膠上引入羥丙基基團(tuán),既具有親水性,又有親脂性,可以在多種有機(jī)溶劑中膨脹后應(yīng)用。適用于分離黃酮、蒽醌、色素等有機(jī)物。
       各類凝膠的適用范圍,可見表14-10。
表14-10  各類凝膠適用范圍簡(jiǎn)表
類別 層析介質(zhì) 分離范圍(分子量)

葡聚糖凝膠(G)類

Sephadex G

葡聚糖醚凝膠

Sephadex LH-20

聚丙烯酰胺凝膠

Bio-Gel P

瓊脂糖凝膠

Agarose gel

聚苯乙烯凝膠

Styragel


水或有機(jī)溶劑




有機(jī)溶劑

<700~800000(蛋白質(zhì))

<700~20000(多糖)

100~2000~10000


200~400000(蛋白質(zhì))


10000~1.5×10(8次方)(蛋白質(zhì)病毒)


1600~40000000

 

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