① DEAE 層析原理是什麼
給你找了以前的文章,你可以看一下。如下。。
層析技術是以離子交換纖維素或以離子交換葡聚糖凝膠為固定相,以蛋白質等樣品為移動相,分離和提純蛋白質、核酸、酶、激素、多糖等的一項技術。
在纖維素與葡聚糖分子上結合有一定的離子基團,當結合陽離子基團時,可換出陰離子,則稱為陰離子交換劑。如二乙氨乙基(Dicthylaminoethyl,DEAE)纖維素。在纖維素上結合了DEAE,含有帶正電荷的陽離子纖維素—O—C6 H14N+H,它的反離子為陰離子(如Cl-等),可與帶負電荷的蛋白質陰離子進行交換。當結合陰離子基團時,可置換陽離子,稱為陽離子交換劑,如羧甲基(Carboxymethy, CM)纖維素。纖維素分子上帶有負電荷的陰離子(纖維素-O-CH2-COO一),其反離子為陽離子(如Na+等),可與帶正電荷蛋白質陽離子進行交換。
溶液的pH值與蛋白質等電點相同時,靜電荷為0,當溶液pH值大於蛋白質等電點時,則羧基游離,蛋白質帶負電荷。反之,溶液的pH值小於蛋白質等電點時,則氨基電離,蛋白質帶正電荷。溶液的pH值距蛋白質等電點越遠,蛋白質的電荷越多。反之則越少。血清蛋白質均帶負電荷,但各種蛋白質帶負電荷的程度有所差異,以白蛋白為最多,依次為 球蛋白, 球蛋白和 球蛋白。
在適當的鹽濃度下,溶液的pH值高於等電點時,蛋白質被陰離子交換劑所吸附;當溶液的pH值低於等電點時,蛋白質被陽離子交換劑所吸附。由於各種蛋白質所帶的電荷不同。它們與交換劑的結合程度也不同,只要溶液pH值發生改變,就會直接影響到蛋白質與交換劑的吸附,從而可能把不同的蛋白質逐個分離開來。
交換劑對膠體離子(如蛋白質)和無機鹽離子(如NaCl)都具有交換吸附的能力,當兩者同時存在於一個層析過程中,則產生競爭性的交換吸附。當Cl一的濃度大時,蛋白質不容易被吸附,吸附後也易於被洗脫,當Cl一濃度小時,蛋白質易被吸附,吸附後也不容易被洗脫。因此,在離子交換層析中,一般採用兩種方法達到分離蛋白質的目的。一種是增加洗脫液的離子強度,一種是改變洗脫液的pH值。pH值增高時,抑制蛋白質陽離子化,隨之對陽離子交換劑的吸附力減弱。pH值降低時,抑制蛋白質陰離子化,隨之降低了蛋白質對陰離子交換劑的吸附。當使用陰離子交換劑時,增加鹽離子,則降低pH值。當使用陽離子交換劑時,增加鹽離子濃度,則升高溶液pH值。
② 離子交換纖維素色譜法基本理論
離子交換纖維素色譜法是一種基於離子交換劑的層析技術。離子交換劑,如樹脂、纖維素、葡聚糖和醇脂糖等,其分子結構中含有可解離的基團,這些基團能在水溶液中與溶液中的其他陽離子或陰離子進行交換。盡管這種交換是平衡的,但在層析柱操作中,通過連續添加新的交換溶液,平衡偏向正向,直至所有離子被完全洗脫。同樣,當溶液通過交換柱時,離子被逐漸替換,直至吸附在樹脂上。
在混合物中,如果存在多種成分吸附在離子交換劑上,其洗脫能力取決於它們與離子交換劑的反應平衡常數。蛋白質的離子交換過程包括吸附和解吸附階段。通過調整pH值或增加離子強度,可以改變蛋白質的電荷狀態,使其與離子交換劑分離。不同蛋白質與離子交換劑的親和力不同,這使得通過選擇合適的洗脫條件,可以逐個分離純化混合物中的組分。
離子交換纖維素色譜法的優勢主要體現在以下幾個方面:首先,其開放性支持骨架允許大分子自由進入並快速擴散,因此吸附容量大。其次,由於其親水性,對大分子的吸附相對較弱,溫和的條件就能使吸附物洗脫,避免蛋白質變性或酶失活。最後,離子交換劑具有多孔性,表面積大,交換容量高,這提高了回收率,使其在分離和制備過程中表現出色。
Sober和Peterson於1956年首次將離子交換基團結合到纖維素上,製成了離子交換纖維素,成功地應用於蛋白質的分離。從此使生物大分子的分級分離方法取得了迅速的發展。離子交換基團不但可結合到纖維上,還可結合到交聯葡聚糖(S-ephadex)和瓊脂糖凝膠(Sepharose)上。近年來離子交換色譜技術已經廣泛應用於蛋白質、酶、核酸、肽、寡核苷酸、病毒、噬菌體和多糖的分離和純化。
③ 在使用離子交換色譜時,應該選擇什麼樣的離子交換劑選擇什麼樣的骨架
離子交換技術:
Sober 和 Peterson於1956年首次將離子交換基團結合到纖維素上,製成了離子交換纖維素,成功地應用於蛋白質的分離。從此使生物大分子的分級分離方法取得了迅速的發展。離子交換基團不但可結合到纖維上, 還可結合到交聯葡聚糖(S-ephadex)和瓊脂糖凝膠(Sepharose)上。 近年來離子交換色譜技術已經廣泛應用於蛋白質、酶、核酸、肽、寡核苷酸、病毒、噬菌體和多糖的分離和純化。它們的優點是:⑴具有開放性支持骨架,大分子可以自由進入和迅速擴散,故吸附容量大。⑵具有親水性,對大分子的吸附不大牢固,用溫和條件使可以洗脫,不致引起蛋白質變性或酶的失活。⑶多孔性,表面積大、交換容量大,回收率高,可用於分離和制備。
一、基本理論
離子交換劑通常是一種不溶性高分子化合物,如樹脂,纖維素,葡聚糖,醇脂糖等,它的分子中含有可解離的基團,這些基因在水溶液中能與溶液中的其它陽離子或陰離子起交換作用。雖然交換反應都是平衡反應,但在層析柱上進行時,由於連續添加新的交換溶液,平衡不斷按正方向進行,直至完全。因此可以把離子交換劑上的原子離子全部洗脫下來,同理,當一定量的溶液通過交換柱時,由於溶液中的離子不斷被交換而波度逐減少,因此也可以全部被交換並吸附在樹脂上。如果有兩種以上的成分被交換吸著在離子交換劑上,用洗脫液洗脫時,在被洗脫的能力則決定於各自洗反應的平衡常數。蛋白質的離子交換過程有兩個階段——吸附和解吸附。吸附在離子交換劑上的蛋白質可以通過改變pH使吸附的蛋白質失去電荷而達到解離但更多的是通過增加離子強度,使加入的離子與蛋白質競爭離子交換劑上的電荷位置,使吸附的蛋白質與離子交換劑解開。不同蛋白質與離子交換劑之間形成電鍵數目不同,即親和力大小有差異 ,因此只要選擇適當的洗脫條件便可將混合物中的組分逐個洗脫下來,達到分離純化的目的。
④ 需要pH4.5的葡聚糖凝膠層析洗脫液應該用哪種怎樣配製
1.凝膠的預處理
交聯葡聚糖凝膠的市售商品多為乾燥顆粒,使用前必須充分溶脹。方法是將欲使用的干凝膠緩慢地傾倒入5~10倍的去離子水中,參照相關資料中凝膠溶脹所需時間,進行充分浸泡,然後用傾倒法除去表面懸浮的小顆粒,並減壓抽氣排除凝膠懸液中的氣泡,准備裝柱。在許多情況下,也可採用加熱煮沸方法進行凝膠溶脹,此法不僅能加快溶脹速率,而且能除去凝膠中污染的細菌,同時排除氣泡。
2.裝柱
層析柱的選擇一般根據分離樣品的種類和樣品的數量而定。純化蛋白質時,柱床體積應為樣品體積的25~100倍。去除鹽及游離熒光素約為樣品體積的4~10倍。柱太短,影響分離效果。柱長一些,分離效果好,但柱太長,則延長分離時間,樣品也稀釋過度。層析柱的內徑也要選擇適當。內徑過細,會發生「器壁效應」,即靠近管壁的流速要大於中心的流速影響分離效果。所以層析柱的內徑和高度應有一定的比例。對於除鹽來說應為1︰5~1︰25;對於純化蛋白質來說應為1︰20~1︰100。
凝膠柱的裝填方法和要求,基本上與離子交換柱的制備相同。一根理想的凝膠柱要求柱中的填料(凝膠)密度均勻一致,沒有空隙和氣泡。通常新裝的凝膠柱用適當的緩沖溶液平衡後,將帶色的蘭葡聚糖–2000、細胞色素,或血紅蛋白等物質配製成質量濃度為2g/L的溶液過柱,觀察色帶是否均勻下移,以鑒定新裝柱的技術質量是否合格,否則,必須重新裝填。
3.加樣與洗脫
(1)加樣量:加樣量與測定方法和層析柱大小有關。如果檢測方法靈敏度高或柱床體積小,加樣量可小;否則,加樣量增大。例如利用凝膠層析分離蛋白質時,若採用28Onm波長測定吸光度,對一根2cm×6Ocm的柱來說,加樣量需5mg左右。一般來說,加樣量越少或加樣體積越小(樣品濃度高),解析度越高。通常樣品液的加入量應掌握在凝膠床總體積的5%~10%。樣品體積過大,分離效果不好。
對高解析度的分子篩層析,樣品溶液的體積主要由內水體積(Vi)所決定,故高吸水量凝膠如Sephadex G-200,每mL總床體積可加0.3~0.5mg溶質,使用體積約為0.O2倍總體積;而低吸水量凝膠如Sephadex G–75,每mL總床體積加溶質質量為0.2mg,樣品體積為0.Ol倍總體積。
(2)加樣方法:如同離子交換柱層析一樣,凝膠床經平衡後,吸去上層液體,待平衡液下降至床表面時,關閉流出口,用滴管加入樣品液,打開流出口,使樣品液緩慢滲入凝膠床內。當樣品液面恰與凝膠床表面持平時,小心加入數mL洗脫液沖洗管壁。然後繼續用大量洗脫液洗脫。
(3)洗脫:加完樣品後,將層析床與洗脫液儲瓶、檢測儀、分部收集器及記錄儀相連,根據被分離物質的性質,預先估計好一個適宜的流速,定量地分部收集流出液,每組分一至數mL。各組分可用適當的方法進行定性或定量分析。
凝膠柱層析一般都以單一緩沖溶液或鹽溶液作為洗脫液,有時甚至可用蒸餾水。洗脫時用於流速控制的裝置最好的是恆流泵。若無此裝置,可用控制操作壓的辦法進行。樣品體積不宜過多,最好為床體積的1%~5%,最多不要超過10%。樣品濃度也不宜過大,濃度過大粘度大,分離效果差,一般不超過4%。
洗脫液應與膨脹一致,否則更換溶劑,凝膠體積會發生變化,影響分離效果。洗脫液要有一定的離子強度和pH值。分離血清蛋白常用0.02~0.1Mol/L pH 6.9~8.0的PBS液(0.14Mol/L NaCl)和0.1Mol/L pH8.0Tris-HCl緩沖鹽溶液(0.14Mol/L NaCl)。
凝膠再生和保存
凝膠層析的載體不會與被分離的物質發生任何作用,因此凝膠柱在層析分離後稍加平衡即可進行下一次的分離操作。但使用多次後,由於床體積變小,流動速率降低或雜質污染等原因,使分離效果受到影響。此時對凝膠柱需進行再生處理,其方法是:先用水反復進行逆向沖洗,再用緩沖溶液平衡,即可進行下一次分離。
對使用過的凝膠,若短時間保存,只要反復洗滌除去蛋白質等雜質,加入適量防腐劑即可;若長期保存,則需將凝膠從柱中取出,進行洗滌、脫水和乾燥等處理後,裝瓶保存。