凝膠色譜柱是一種基于分子尺寸進行分離的色譜技術核心部件,廣泛應用于生物化學、制藥、材料科學等領域。其核心原理是利用多孔凝膠顆粒的分子篩作用:當樣品溶液流經色譜柱時,分子量較大的組分無法進入凝膠孔隙,直接隨流動相快速洗脫;分子量較小的組分則進入孔隙內部,路徑延長導致洗脫時間更長,從而實現(xiàn)按分子量從大到小的順序分離。
1、基于分子大小的分離(分子篩效應)
原理:凝膠色譜柱的填料是多孔凝膠顆粒(如瓊脂糖、聚丙烯酰胺等),其孔徑大小決定了分離范圍。當樣品流經色譜柱時:
大分子:無法進入凝膠孔隙,只能從顆粒間隙快速通過,率x被洗脫。
小分子:可自由進入凝膠孔隙,路徑復雜且流動緩慢,最終被洗脫。
中等分子:部分進入孔隙,洗脫時間介于大分子和小分子之間。
特點:分離僅依賴分子體積,與化學性質或電荷無關,屬于物理排阻技術。
2、生物大分子的純化與分析
應用領域:廣泛應用于蛋白質、核酸、多糖等生物大分子的分離純化。例如:
去除蛋白質溶液中的雜質(如鹽離子、小分子代謝產物)。
分離不同分子量的蛋白質亞基或復合物。
驗證生物制品的分子量分布(如抗體、疫苗)。
優(yōu)勢:分離條件溫和(常溫、中性pH),避免生物活性物質失活;樣品回收率高(接近100%)。
3、高分子材料的分析與表征
應用場景:用于測定高分子聚合物(如聚乙烯、聚苯乙烯)的分子量分布、聚合度等參數(shù)。
作用:通過洗脫時間推算分子量,評估材料性能(如強度、溶解性)。
4、去除非目標雜質
功能:在樣品前處理中,可快速去除混合物中不需要的小分子雜質(如鹽分、寡肽),提升目標組分的純度。
5、支持復雜樣品的預處理
兼容性:適用于多種溶劑體系(如鹽溶液、緩沖液),可與其他色譜技術(如離子交換、反相色譜)聯(lián)用,實現(xiàn)多維度分離。