影響凝膠過濾分離效果的因素
(1)層析柱的選擇
層析柱大小主要是根據(jù)樣品量的多少以及對分辨率的要求來進(jìn)行選擇。一般來講,主要是層析柱的長度對分辨率影響較大,長的層析柱分辨率要比短的高;但層析柱長度不能過長,否則會引起柱子不均一、流速過慢等實驗上的一些困難。一般柱長度不超過100cm,為得到高分辨率,可以將柱子串聯(lián)使用。層析柱的直徑和長度比一般在1:25-1:100之間。用于分組分離的凝膠柱,如脫鹽柱由于對分辨率要求較低,所以一般比較短。
(2)凝膠柱的鑒定
凝膠柱的填裝情況將直接影響分離效果,關(guān)于填裝的方法前面已有介紹,這里主要介紹對填裝好的凝膠柱的鑒定。凝膠柱填裝后用肉眼觀察應(yīng)均勻、無紋路、無氣泡。另外通??梢圆捎靡环N有色的物質(zhì),如藍(lán)色葡聚糖-2000、血紅蛋白等上柱,觀察有色區(qū)帶在柱中的洗脫行為以檢測凝膠柱的均勻程度。如果色帶狹窄、平整、均勻下降,則表明柱中的凝膠填裝情況較好,可以使用;如果色帶彌散、歪曲,則需重新裝柱。另外值得一提的是,有時為了防止新凝膠柱對樣品的吸附,可以用一些物質(zhì)預(yù)先過柱,以消除吸附。
(3)洗脫液的選擇
由于凝膠層析的分離原理是分子篩作用,它不象其它層析分離方式主要依賴于溶劑強(qiáng)度和選擇性的改變來進(jìn)行分離,在凝膠層析中流動相只是起運(yùn)載工具的作用,一般不依賴于流動相性質(zhì)和組成的改變來提高分辨率,改變洗脫液的主要目的是為了消除組分與固定相的吸附等相互作用,所以和其它層析方法相比,凝膠層析洗脫液的選擇不那么嚴(yán)格。由于凝膠層析的分離機(jī)理簡單以及凝膠穩(wěn)定工作的pH 范圍較廣,所以洗脫液的選擇主要取決于待分離樣品,一般來說只要能溶解被洗脫物質(zhì)并不使其變性的緩沖液都可以用于凝膠層析。為了防止凝膠可能有吸附作用,一般洗脫液都含有一定濃度的鹽。
(4)加樣量
關(guān)于加樣前面已經(jīng)有所介紹,要盡量快速、均勻。另外加樣量對實驗結(jié)果也可能造成較大的影響,加樣過多,會造成洗脫峰的重疊,影響分離效果;加樣過少,提純后各組分量少、濃度較低,實驗效率低。加樣量的多少要根據(jù)具體的實驗要求而定:凝膠柱較大,當(dāng)然加樣量就可以較大;樣品中各組分分子量差異較大,加樣量也可以較大;一般分級分離時加樣體積約為凝膠柱床體積的1%-5%左右,而分組分離時加樣體積可以較大,一般約為凝膠柱床體積的10%-25%。如果有條件可以首先以較小的加樣量先進(jìn)行一次分析,根據(jù)洗脫峰的情況來選擇合適的加樣量。設(shè)要分離的兩個組分的洗脫體積分別為Ve1和Ve2,那么加樣量不能超過(Ve1-Ve2)。實際由于樣品擴(kuò)散,所以加樣量應(yīng)小于這個值。
從洗脫峰上看,如果所要的各個組分的洗脫峰分得很開,為了提高效率,可以適當(dāng)增加加樣量;如果各個組分的洗脫峰只是剛好分開或沒有wan全分開,則不能再加大加樣量,甚至要減小加樣量。另外加樣前要注意,樣品中的不溶物必須在上樣前去掉,以免污染凝膠柱。樣品的粘度不能過大,否則會影響分離效果。
(5)洗脫速度
洗脫速度也會影響凝膠層析的分離效果,一般洗脫速度要恒定而且合適。保持洗脫速度恒定通常有兩種方法,一種是使用恒流泵,另一種是恒壓重力洗脫。洗脫速度取決于很多因素,包括柱長、凝膠種類、顆粒大小等,一般來講,洗脫速度慢一些樣品可以與凝膠基質(zhì)充分平衡,分離效果好。但洗脫速度過慢會造成樣品擴(kuò)散加劇、區(qū)帶變寬,反而會降低分辨率,而且實驗時間會大大延長;所以實驗中應(yīng)根據(jù)實際情況來選擇合適的洗脫速度,可以通過進(jìn)行預(yù)備實驗來選擇洗脫速度。一般凝膠的流速是2-10 cm/hr,市售的凝膠一般會提供一個建議流速,可供參考。總之,凝膠層析的各種條件,包括凝膠類型、層析柱大小、洗脫液、上樣量、洗脫速度等等,都要根據(jù)具體的實驗要求來選擇。例如樣品中各個組分差異較小,則實驗要求凝膠層析要有較高的分辨率,提高分辨率的選擇應(yīng)主要包括:選擇包括各個待分離組分但分離范圍盡量小一些的凝膠,選擇顆粒小的凝膠,選擇分辨率高的凝膠類型,選擇較長、直徑較大的層析柱、減少加樣量、降低洗脫速度等等。