原理
介紹層析的概念
所謂層析,就是利用樣品中各組成成分的理化性質的差異,使各組分以不同程度分布在固定相和流動相兩相中,由于各組分隨流動相前進的速率不同,從而把它們分離開來的技術。這些物理特性包括分子的大小、形狀、所帶電荷、揮發性、溶解性及吸附性質等。層析系統的必要組分有:
a. 固定相,可以是一種固體、凝膠或固定化的液體
b. 層析床,把固定相填入一個玻璃或金屬柱中,或者薄薄涂布一層于玻璃或塑料片上或者吸附在醋酸纖維紙上。
c. 流動相,起溶劑作用的液體或氣體
d. 運送系統,用來促使流動相通過層析床。
e. 檢測系統,用于檢測試管中的物質。
由于不同物質固定相相互作用的強弱不同,從而使得分離目的得以實現。
要點:層析系統中,與固定相作用強的物質受到的阻力最大,而作用弱的物質受到的阻力很小,因而不同物質在層析過程中的遷移距離和洗脫時間不同。
介紹凝膠層析的概念。凝膠層析又稱分子篩層析,主要根據混合物中分子的大小和形狀不同 ,在通過凝膠時,分子的擴散速率各異而達到分離的目的。凝膠顆粒具有多孔性網狀結構,小分子易進入凝膠網孔,流程長而移動速度慢,而大分子物質不能進入凝膠網孔,沿凝膠顆粒間隙流動,流程短移動快。這種現象稱為分子篩效應。
在凝膠層析中常用的凝膠有葡聚糖凝膠(商品名Sephadex)、聚丙烯酰胺凝膠(Bio-Gel-P)和瓊脂糖凝膠(Agarose)。葡聚糖凝膠是由細菌葡聚糖(又稱右旋糖苷)在糖的長鏈間用交聯劑1-氯-2,3-環氧丙烷交聯而成。在合成時,調節葡聚糖和交聯劑的比例,可以獲得具有網孔大小不同的凝膠。G值表示交聯度,G值愈大,交聯度愈小,網孔和吸水量越大。
本實驗通過SephadexG50層析柱,以蒸餾水為洗脫劑,分離血紅蛋白(紅色,分子量約64500)與硫酸銅(藍色,分子量249.5)的混合物,從顏色的不同可觀察到血紅蛋白洗脫快,硫酸銅洗脫較慢。
三.材料
1.儀器 層析柱(直徑0.8-1.5cm,長10-20cm);吸管;玻璃棒;小燒杯;25ml量筒;試管。
2.試劑 Sephadex G-50;抗凝血; 0.9%NaCI溶液;硫酸銅溶液
四.方法
(一)凝膠的準備。由準備室制備。
(二)樣品制備
1.血紅蛋白(Hb)溶液的制備 取抗凝血液約0.5ml于離心管中,離心5分鐘(2500rpm),棄去上層血漿,用0.9%NaCI溶液3ml洗血細胞二次,將血細胞用1.5ml蒸餾水稀釋,即為Hb稀釋液,備用。
3.取Hb稀釋液與CuSO4溶液各0.5ml,充分混勻,此混合液作為樣品。
(三)裝柱 取層析柱(直徑0.8-1.5cm,長度20cm)一支,將層析柱燒結板下端的死區用蒸餾水充滿,不得留有氣泡,然后關閉層析柱的出口。將已溶脹的凝膠懸液沿玻棒小心地徐徐灌入柱中,待底部凝膠沉積1-2cm時,再打開出口,繼續加入凝膠懸液至凝膠層積集至約15cm高度即可。凝膠懸液盡量一次加完,以免出現不均勻或分層的凝膠帶。如表層凝膠凸凹不平時,可用玻棒輕輕攪動,讓凝膠自然沉降,使表面平整。
(四)加樣與洗脫:加樣時先將柱的出口打開,讓蒸餾水逐漸流出,待床面上只留下極薄的一層蒸餾水時,關閉出口。用滴管將樣品(約0.4ml)小心地加到凝膠床的表面上。注意加樣時不要將床面沖起,亦不要沿柱壁加入。然后,打開出口,使樣品恰好進入床面(不要讓空氣進入床內),用上法滴加1-2倍樣品體積的蒸餾水,待完全流進床內后,再加蒸餾水進行擴展洗脫,直至兩條區帶分開為止。
注意事項:洗脫的過程中,應不斷滴加蒸餾水,使始終凝膠床的上表面保留約2cm左右的蒸餾水