在蛋白质、多肽等高分子物质纯化实验中,您是否面临以下挑战?
●分辨率不足:目标产物与杂质难以彻底分离
●成本高昂:层析介质寿命短、重复利用率低
●操作繁琐:脱盐、缓冲液置换耗时费力
海普新材料推出的葡聚糖凝胶G系列产品,凭借其均一的孔径分布和良好的亲水性,成为了科研和工业生产的理想选择,助您实现对不同分子量生物大分子 “高分辨率+低成本”的分离!
葡聚糖凝胶简介
葡聚糖凝胶属于软性凝胶,是一类具有多孔性三维空间网状结构的高分子化合物。其内部微孔具备较强的溶剂吸纳能力,可吸收大量溶剂,且凝胶的孔隙度与所吸收溶剂的体积呈现出一定比例关系。凭借其独特的分子架构与物化特性,葡聚糖凝胶不仅展现出高效的分离纯化能力,而且稳定性好,被广泛应用于蛋白质、多肽、核酸、酶以及多糖等高分子物质的分离纯化,同时在除盐、干燥、分析等方面也发挥着重要作用。
葡聚糖凝胶的基本原理
1.分子筛效应
葡聚糖凝胶柱层析是一种基于分子筛效应的分离技术。其原理是利用葡聚糖凝胶特有的三维交联网状结构,依据分子大小差异实现分离。葡聚糖凝胶具有特定的排阻极限和分配系数,凝胶排阻极限决定可分离的最大分子尺寸,分配系数反映分子在凝胶内部孔隙和外部流动相之间的分配比例。
当含有不同大小分子的样品溶液流经葡聚糖凝胶柱时:
· 大分子(>排阻极限):无法进入凝胶孔隙,沿颗粒间隙快速洗脱;
· 小分子:自由扩散至凝胶孔隙,路径长、保留时间长,最后洗脱;
· 中等分子:部分进入孔隙,洗脱顺序介于两者间。
凝胶过滤层析分离原理
葡聚糖凝胶的网孔大小不同,导致不同大小的分子在凝胶中的扩散速度不同。大分子扩散慢,小分子扩散快,扩散速率的差异导致洗脱顺序不同,根据洗脱顺序的不同,可以实现不同分子大小样品的分离。
葡聚糖凝胶填料产品
不同规格型号的葡聚糖凝胶用英文字母G表示,G后面的阿拉伯数为凝胶得水值的10倍。例如,葡聚糖凝胶G-25为每克凝胶膨胀时吸水2.5mL。依次有G-10、G-15、G-25、G-50等型号。
不同规格可以通过交联剂当量和交联次数来控制。交联度增大时,即交联剂用量增多或交联次数增加时,凝胶内部网状结构更致密,吸水膨胀程度减小,网孔变小,仅允许小分子化合物通过,适用于小分子分离。反之,交联度减小时,网状结构变疏松,吸水膨胀程度增大,网孔变大,可容纳大分子化合物通过,适合大分子分离。
2.吸附与解析
样品中的各组分在葡聚糖凝胶上的吸附能力不同,通过选择合适的洗脱液,可以实现各组分的分离。
不同型号葡聚糖凝胶的分离范围和主要用途:
基于上述原理,不同型号的葡聚糖凝胶产品,可以对应不同分子量范围的化合物分离需求。
值得注意的是,线性分子(多糖/DNA)应选择比标准分子量低1.5–2倍的型号(如分离10kDa多糖用G-50,但实际表现可能类似5kDa球状蛋白)。柔性多肽需降低1个型号(如5kDa松散多肽用G-25而非G-50)。
葡聚糖凝胶G-10
葡聚糖凝胶G-10是性能良好的凝胶过滤填料。在G系列中交联度最高,孔径小且亲水,适合分子量小于700 Da生物分子的分离纯化,尤其适用于脱盐及多肽等小分子的分离。
【注】
Ⅰ.因流速极慢,需低压操作或长柱床(>30cm)。
Ⅱ.避免用于疏水性分子(可能吸附)。
葡聚糖凝胶G-15
葡聚糖凝胶G-15交联度较高,具有孔径较小和亲水的特点,适合生物分子的分离纯化,分离范围在分子量<1500Da,适用于脱盐、多肽与其它小分子的分离等。
【注】线性分子(如DNA引物)的实际分离上限可能仅1kDa。
葡聚糖凝胶G-25
葡聚糖凝胶G-25在工业上有着重要用途。它主要用于分离分子量在1500 – 5000Da范围的物质,尤其适用于多肽与其它小分子的分离。此外,G-25还常用于工业中的脱盐和缓冲液置换操作。
【注】
Ⅰ.对接近5kDa的分子可能分辨率不足,需换G-50。
Ⅱ.避免用于易聚集蛋白质(高流速可能引发沉淀)。
葡聚糖凝胶G-50
葡聚糖凝胶G-50是一种经典的凝胶过滤填料,G-50交联度中等,具有多孔和亲水的特点,适合生物分子的分离纯化。主要用于分离在分子量1500~30000Da范围的物质,适用于蛋白的纯化、脱盐和分子量的测定等。
【注】
Ⅰ.多糖因高水合体积,分离上限可能仅15–20kDa。
Ⅱ.需优化柱床高度(建议20–50cm)以提高分辨率。
3.葡聚糖凝胶分离纯化操作示范
以葡聚糖凝胶G-25为例
01预处理
溶胀:称取25g葡聚糖凝胶G-25于500mL烧杯中,加入去离子水室温下 溶胀48h,倒掉上部悬浮的细小颗粒。
脱气:去离子水煮沸1h以去除凝胶内部空气。
02装柱与平衡
将层析柱内部清洗干净,在柱体中加入适量去离子水,将处理好 的凝胶搅匀,缓缓倾入柱体(柱口径1 cm)。沉降后,凝胶加入总量应达约9cm高。实验开始时,用对应的洗脱液(一般为PBS缓冲盐和氯化钠溶液)平衡约2个柱体积,始终保证凝胶柱面上留有一定高度的洗脱液,避免风干或进入空气。
03加样与洗脱
打开下端出水口,使液面下降,当液面与凝胶面相切时关闭下端出水口。将已配好的样品溶液(一般为水溶液或者PBS溶液)轻轻滴在凝胶柱上表面,打开底端出口流出固定体积的洗脱液,使样品下降至与凝胶面相切。然后在柱内加入适量洗脱液,确保样品完全进入层析柱,关闭下端出水口,静置24h以上。
04收集与测定
用合适的洗脱剂洗脱,收集样品并逐一检测合并。
影响因素:层析柱的选择与装填、流动相(洗脱液)的选择、加样量等都会影响葡聚糖凝胶柱层析的效果。
再生方法:可以使用NaOH(0.2M)和NaCl(0.5M)混合液处理进行再生。
海普新材料的葡聚糖凝胶G系列产品,为蛋白质、多肽、核酸、酶以及多糖等高分子的分离纯化,以及在样品除盐、干燥、分析等方面,提供有力支持。若您在实验和生产过程中遇到相关问题,欢迎扫描文末二维码联系我们,我们将为您推荐解决方案!
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