影響凝膠過(guò)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樣品量的多少以及對分辨率的要求來(lái)進(jìn)行選擇。一般來(lái)講,主要是層析柱的長(cháng)度對分辨率影響較大,長(cháng)的層析柱分辨率要比短的高;但層析柱長(cháng)度不能過(guò)長(cháng),否則會(huì )引起柱子不均一、流速過(guò)慢等實(shí)驗上的一些困難。一般柱長(cháng)度不超過(guò)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(cháng)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(guān)察應均勻、無(wú)紋路、無(wú)氣泡。另外通??梢圆捎靡环N有色的物質(zhì),如藍色葡聚糖-2000、血紅蛋白等上柱,觀(guān)察有色區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(shí)為了防止新凝膠柱對樣品的吸附,可以用一些物質(zhì)預先過(guò)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(lài)于溶劑強度和選擇性的改變來(lái)進(jìn)行分離,在凝膠層析中流動(dòng)相只是起運載工具的作用,一般不依賴(lài)于流動(dòng)相性質(zhì)和組成的改變來(lái)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格。由于凝膠層析的分離機理簡(jiǎn)單以及凝膠穩定工作的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(lái)說(shuō)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(shí)驗結果也可能造成較大的影響,加樣過(guò)多,會(huì )造成洗脫峰的重疊,影響分離效果;加樣過(guò)少,提純后各組分量少、濃度較低,實(shí)驗效率低。加樣量的多少要根據具體的實(shí)驗要求而定:凝膠柱較大,當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(shí)加樣體積約為凝膠柱床體積的1%-5%左右,而分組分離時(shí)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,根據洗脫峰的情況來(lái)選擇合適的加樣量。設要分離的兩個(gè)組分的洗脫體積分別為Ve1和Ve2,那么加樣量不能超過(guò)(Ve1-Ve2)。實(shí)際由于樣品擴散,所以加樣量應小于這個(gè)值。
從洗脫峰上看,如果所要的各個(gè)組分的洗脫峰分得很開(kāi),為了提高效率,可以適當增加加樣量;如果各個(gè)組分的洗脫峰只是剛好分開(kāi)或沒(méi)有wan全分開(kāi),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(guò)大,否則會(huì )影響分離效果。
(5)洗脫速度
洗脫速度也會(huì )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(cháng)、凝膠種類(lèi)、顆粒大小等,一般來(lái)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(guò)慢會(huì )造成樣品擴散加劇、區帶變寬,反而會(huì )降低分辨率,而且實(shí)驗時(shí)間會(huì )大大延長(cháng);所以實(shí)驗中應根據實(shí)際情況來(lái)選擇合適的洗脫速度,可以通過(guò)進(jìn)行預備實(shí)驗來(lái)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(huì )提供一個(gè)建議流速,可供參考??傊?,凝膠層析的各種條件,包括凝膠類(lèi)型、層析柱大小、洗脫液、上樣量、洗脫速度等等,都要根據具體的實(shí)驗要求來(lái)選擇。例如樣品中各個(gè)組分差異較小,則實(shí)驗要求凝膠層析要有較高的分辨率,提高分辨率的選擇應主要包括:選擇包括各個(gè)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(lèi)型,選擇較長(cháng)、直徑較大的層析柱、減少加樣量、降低洗脫速度等等。