凝胶过滤填料分类及性质

省部重点实验室

2012/04/30

私聊

凝胶色谱（GPC）

凝胶过滤填料的类型及性质

具有分子筛作用的物质很多，如浮石、琼脂、琼脂糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、葡聚糖凝胶等。层析用凝胶都是三维空间的网状高聚物，有一定的孔径和交联度。它们不溶于水，但在水中有较大的膨胀度，具有良好的分子筛功能。它们可分离的分子大小的范围广，相对分子质量在102～108范围之间。在柱层析分离中常用的凝胶有以下几类:

1.交联葡聚糖凝胶

交联葡聚糖凝胶的商品名称为Sephadex，由葡聚糖和3-氯-1.2-环氧丙烷(交联剂)以醚键相互交联而形成具有三维空间多孔网状结构的高分子化合物。交联葡聚糖凝胶，按其交联度大小分成8种型号如表3所示。交联度越大，网状结构越紧密，孔径越小，吸水膨胀就愈小，故只能分离相对分子质量较小的物质；而交联度越小，孔径就越大，吸水膨胀大，则可分离相对分子质量较大的物质。各种型号是以其吸水量(每g干胶所吸收的水的质量)的10倍命名，如，Sephadex G–25表示该凝胶的吸水量为每g干胶能吸2.5克水。在SephadexG–25及G–50中分别引入羟丙基基团，即可构成LH型烷基化葡聚糖凝胶。

表3 Sephadex1的种类与特性

型号	分离范围（分子量）	吸水量（ml/g）	最小溶胀时（h）		床体积（ml）/（mg）
型号	分离范围（分子量）	吸水量（ml/g）	20℃～25℃	100℃	床体积（ml）/（mg）
G₁₀	＜700	1.0±0.1	3	1	2～3
G₁₅	＜1 500	1.5±0.2	3	1	2.5～3.5
G₂₅	＜5 000	2.5±0.2	3	1	4～6
G₅₀	1500～20 000	8.0±0.3	3	1	9～11
G₇₅	3 000～70 000	7.5±0.5	24	1	12～15
G₁₀₀	4 000～15 000	10.0±1.0	72	1	15～20
G₁₅₀	5 000～800 000	15.0±1.5	72	1	20～30
G₂₀₀	5 000～30 0000	20.0±2.0	72	1	30～40

交联葡聚糖凝胶在水溶液、盐溶液、碱溶液、弱酸溶液和有机溶剂中较稳定，但当暴露于强酸或氧化剂溶液中，则易使糖甘键水解断裂。在中性条件下，交联葡聚糖凝胶悬浮液能耐高温，用120℃消毒10分钟而不改变其性质。如要在室温下长期保存，应加入适量防腐剂，如氯仿、叠氮钠等，以免微生物生长。

交联葡聚糖凝胶由于有羧基基团，故能与分离物质中的电荷基团(如碱性蛋白质)发生吸附作用，但可借助提高洗脱液的离子强度得以克服。因此在进行凝胶层析时，常用含有NaCl的缓冲溶液作洗脱液。交联葡聚糖凝胶可用于分离蛋白质、核酸、酶、多糖、多肽、氨基酸、抗菌素，也可用于高分子物质样品的脱盐及测定蛋白质的相对分子质量。

2.琼脂糖凝胶

琼脂糖的商品名称有Sepharose(瑞典)、Bio-gelA(美国)、Segavac(英国)、Gelarose(丹麦)等多种，因生产厂家不同名称各异。琼脂糖是由D-半乳糖和3，6位脱水的L-半乳糖连接构成的多糖链，在温度10O℃时呈液态，当下降至45℃以下时，它们之间相互连接成线性双链单环的琼脂糖；再凝聚即呈琼脂糖凝胶。商品除Segavac外，都制备成珠状琼脂糖凝胶。琼脂糖凝胶按其浓度不同，分为Sepharose 2B(浓度为2％)、4B(浓度为4％)及6B(浓度为6％)。Sepharose与1，3-二溴异丙醇在强碱条件下反应，即生成CL型交联琼脂糖，其热稳定性和化学稳定性均有所提高，可在广泛pH溶液(pH3～14)中使用。通常的Sepharose只能在pH4.5～9.0范围内使用。琼脂糖凝胶在干燥状态下保存易破裂，故一般均存放在含防腐剂的水溶液中。

琼脂糖凝胶的机械强度和筛孔的稳定性均优于交联葡聚糖凝胶。琼脂糖凝胶用于柱层析时，流速较快，因此是一种很好的凝胶层析载体。

凝胶过滤填料 分类及性质

凝胶过滤填料分类及性质