凝膠過濾的應用
更新時間:2021-12-09 點擊次數:3114

凝膠過濾是依據分子量的不同來進行分離的,由於(yu) 它的這一分離特性,以及它具有簡單、方便、不改變樣品生物學活性等優(you) 點,使得凝膠過濾成為(wei) 純化生物大分子的一種重要手段,尤其是對於(yu) 一些大小不同,但理化性質相似的分子,用其他方法較難分開,而凝膠過濾無疑是一種合適的方法,例如對於(yu) 不同聚合程度的多聚體(ti) 的分離等。
凝膠過濾測定分子量操作比較簡單,所需樣品量也較少,是一種初步測定蛋白分子量的有效方法。這種方法的缺點是測量結果的準確性受很多因素影響。由於(yu) 這種方法假定標準物和樣品與(yu) 凝膠都沒有吸附作用,所以如果標準物或樣品與(yu) 凝膠有一定的吸附作用,那麽(me) 測量的誤差就會(hui) 比較大。計算公式成立的條件是蛋白基本是球形的,對於(yu) 一些纖維蛋白等細長形狀的蛋白不成立。另外由於(yu) 糖的水合作用較強,所以用凝膠過濾測定糖蛋白時,測定的分子量偏大,而測定鐵蛋白時則發現測定值偏小。
利用凝膠過濾進行脫鹽及去除小分子雜質是一種簡便、有效、快速的方法,它比一般用透析的方法脫鹽要快得多,而且一般不會(hui) 造成樣品較大的稀釋,生物分子不易變性。一般常用的是月旭科技Tandex G-25,並且目前已有多種脫鹽柱成品出售,使用方便,可多次使用。
熱源物質是指微生物產(chan) 生的某些多糖蛋白複合物使人體(ti) 發熱的物質,它們(men) 是一類分子量很大的物質,所以可以利用凝膠過濾的排阻效應將這些大分子熱源物質與(yu) 其他相對分子量較小的物質分開。例如對於(yu) 去除水、氨基酸、一些注射液中的熱源物質,凝膠過濾是一種簡單而有效的方法。
利用凝膠顆粒的吸水性可以對大分子樣品溶液進行濃縮。例如將幹燥的Tandex(粗顆粒)加入溶液中,Tandex可以吸收大量的水,溶液中的小分子物質也會(hui) 滲透進入凝膠孔穴內(nei) 部,而大分子則被排阻在外。通過離心或過濾去除凝膠顆粒,即可得到濃縮的樣品溶液。這種濃縮方法基本不改變溶液的離子強度和pH值。
為(wei) 了減少高濃度下的聚集反應,凝膠過濾層析技術也可以用來進行蛋白的體(ti) 外複性。層析介質的隔離作用,降低了蛋白之間相互作用產(chan) 生的聚集,使複性濃度、複性率都得到很大的提高。同時,蛋白經過凝膠過濾層析本身也可得到一定的純化。
兩(liang) 個(ge) 重要的因素影響凝膠過濾層析複性蛋白的收率:第一個(ge) 是變性條件下蛋白質的上樣,第二個(ge) 是複性緩衝(chong) 液中蛋白質結構的變化。另外,蛋白質上樣量也會(hui) 影響蛋白質複性收率,因為(wei) 在層析柱的頂端會(hui) 因為(wei) 上樣量的增加而發生結構的聚集。
為(wei) 了提高蛋白質複性效率,發展了一種梯度凝膠過濾層析複性方法。在色譜柱中預先設置變性劑濃度的梯度,當複性的蛋白質進入到柱子中後,由於(yu) 蛋白質的表觀分子量遠遠大於(yu) 變性劑,從(cong) 而蛋白質經過了一個(ge) 變性劑濃度逐步降低的環境,蛋白質逐步地折疊複性,從(cong) 而有效地降低了聚集體(ti) 的形成,並能把聚集體(ti) 和折疊的蛋白質進行分離。
線性梯度在凝膠過濾層析中可能經常會(hui) 遇到,但是有時有些蛋白質可能在某些變性劑濃度下不穩定,在梯度過程中需要盡快跨越這些濃度過程;有時蛋白質折疊的限速在某些變性劑濃度下,此時需要增加此段的時間,所以在凝膠過濾層析中可以設計不同類型的梯度形式,以滿足不同的蛋白質的複性需要。
