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文檔簡介
蛋白質(zhì)分子量測定方法目前,蛋白質(zhì)分子量測定的常用方法主要有四種:年度法、凝膠過濾層析法、凝膠電泳法和凝膠滲透色譜(GPC)法。一、 粘度法一定溫度條件下,高聚物稀溶液的粘度與其分子量之間呈正相關(guān)性,隨著分子量的增大,聚合物溶液的粘度增大。通過測定高聚物稀溶液粘度隨濃度的變化,即可計算出其平均分子量(粘均分子量)。該方法操作簡單、設(shè)備價格較低,通常不需要標(biāo)準(zhǔn)樣品,但無法測定聚合物的分子量分布。粘度法所需設(shè)備:恒溫槽、烏倍路德粘度計。二、 凝膠過濾層析法在凝膠色譜柱中,分子量不同的聚合物分子,由于其滲入凝膠微孔的能力不同而在柱中得以分離。分子量較大的分子,滲入凝膠微孔較淺,隨洗脫液流動速度較快,因而先流出色譜柱;相反,分子量較小的聚合物分子后流出。通過測定從進(jìn)樣到聚合物分子流出色譜柱期間流過凝膠柱的洗脫液的體積,并與標(biāo)準(zhǔn)樣品比較,即可計算聚合物的分子量,并估算其分子量分布。凝膠層析技術(shù)操作方便,設(shè)備簡單,樣品用量少,而且有時不需要純物質(zhì),用一粗制品即可,目前已得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。凝膠層析法測定分子量也有一定的局限性,在pH6—8的范圍內(nèi),線性關(guān)系比較好,但在極端pH時,一般蛋白質(zhì)有可能因變性而偏離。糖蛋白在含糖量超過5%時,測得分子量比真實的要大,鐵蛋白則與此相反,測得的分子量比真實的要小。凝膠過濾層析法所需設(shè)備:層析柱、紫外分光光度計。三、 SDS濮膠電泳法SDS是十二烷基硫酸鈉的簡稱,它是一種陰離子表面活性劑,加入到電泳系統(tǒng)中能使蛋白質(zhì)的氫鍵和疏水鍵打開,并結(jié)合到蛋白質(zhì)分子上(在一定條件下,大多數(shù)蛋白質(zhì)與SDS的結(jié)合比為1.4gSDS/1g蛋白質(zhì)),使各種蛋白質(zhì)-SDS復(fù)合物都帶上相同密度的負(fù)電荷,其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量,從而使其電泳遷移率只取決于分子大小這一因素,于是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)分子量的對數(shù)和遷移率所作的標(biāo)準(zhǔn)曲線,可求得未知物的分子量。SDS-凝膠電泳法是目前蛋白質(zhì)分子量測定中使用最廣泛的方法,實驗成本較低,儀器設(shè)備也相對很簡單,一套電泳裝置即可。一般涉及到蛋白質(zhì)純化的實驗室基本都具備。但是精確程度相對較低,好的電泳圖譜需要一定的技術(shù)。SDS-凝膠電泳法所需設(shè)備:微型凝膠電泳裝置、電源(電壓200V,電流500mA)。四、 凝膠滲透色譜法凝膠滲透色譜法的分離原理與凝膠過濾層析法相同,只是利用高校液相色譜技術(shù)實現(xiàn)凝膠層析法分離和測定過程。與凝膠過濾層析法相比凝膠滲透色譜法分離速度快、分析時間短、重現(xiàn)性好,但設(shè)備投入較大,價格較高。凝膠滲透色譜法所需設(shè)備:高效液相色譜儀、溶劑脫氣設(shè)備、溶劑過濾器、樣品過濾器件。其中高效液相色譜儀可選用如下兩種系統(tǒng)之一;溶劑脫氣設(shè)備可選用超聲波清洗器:江蘇昆山KQ-100E。兩種備選高效液相色譜系統(tǒng)大連伊利特P230型等度系統(tǒng)基本配置:P230型高壓恒流輸液泵:1臺UV230+型紫外可見檢測器:1臺Rheodyne7725i高壓六通進(jìn)樣閥:1只EC2000單通道色譜數(shù)據(jù)處理工作站:1套色譜柱:根據(jù)測定蛋白質(zhì)的分子量不同選?。勺稍兩V儀器公司)。島津高效液相色譜儀LC-10Avpplus(蘇州島津)基本配置LC-10ATVPPlus輸液泵:1臺SPD-10AVPPlus紫外可見雙波長檢測器:1臺LCsolutionLite中文化LC工作站:1套CBM-10AVPPlus系統(tǒng)控制器:1臺高壓六通進(jìn)樣閥:1只色譜柱:根據(jù)測定蛋白質(zhì)的分子量不同選?。勺稍兩V儀器公司)。、粘度法原理分子量是表征化合物特征的基本參數(shù)之一。但高聚物分子量大小不一,參差不齊,一般在103?107之間,所以通常所測高聚物的分子量是平均分子量。高聚物在稀溶液中的粘度,主要反映了液體在流動時存在著內(nèi)摩擦。在測高聚物溶液粘度求分子量時,常用到下面一些名詞。忠詞符號物理意文純?nèi)軇┱扯热軇┓肿优c洛劑分子間的內(nèi)摩擦表現(xiàn)出來的粘度“洛液粘度7溶劑分子與溶列分子間、高分子與高分于鍵和高分子與洛劑分子之閭’三者內(nèi)摩擦的綜合表現(xiàn)。相對粘度串一踽客溶液粘度對溶劑粘度的相對值。增比粘度加=傘一1高分子與高分子2問純?nèi)軇┡c高分子之何的內(nèi)摩擦效應(yīng)比濃粘度單位濃度下所顯示出的粘度特性粘度17]反映高務(wù)于與溶劑分于之間的內(nèi)理擦如果高聚物分子的分子量愈大,則它與溶劑間的接觸表面也愈大,摩擦就大表現(xiàn)出的特性粘度也大。特性粘度和分子量之間的經(jīng)驗關(guān)系式為:[7]=KMa; (1)式中,M為粘均分子量;K為比例常數(shù);a是與分子形狀有關(guān)的經(jīng)驗參數(shù)。K和a值與溫度、聚合物、溶劑性質(zhì)有關(guān),也和分子量大小有關(guān)。K值受溫度的影響較明顯,而a值主要取決于高分子線團(tuán)在某溫度下,某溶劑中舒展的程度,其數(shù)值解在0.5?1之間。K與a的數(shù)值可通過其他絕對方法確定,例如滲透壓法、光散射法等,從粘度法只能測定[刃。在無限稀釋條件下(2)獲得W]的方法有二種:一種是以n/C對C作圖,外推到C-0的截距值;另一種sp是以ln“/C對C作圖,也外推到C-0的截距,兩根線會合于一點。方程為:r晉二["]_0[打C:測定粘度的方法主要有毛細(xì)管法、轉(zhuǎn)筒法和落球法。在測定高聚物分子的特性粘度時,以毛細(xì)管流出法的粘度計最為方便。若液體在毛細(xì)管粘度計中,因重力作用流出時,可通過泊肅葉公式計算粘度。(m=1)。對于某一只指定的粘度計而言,(4)可以寫成下式省略忽略相關(guān)值,可寫成:式中,t為溶液的流出時間;t0為純?nèi)軇┑牧鞒鰰r間??梢酝ㄟ^溶劑和溶液在毛細(xì)管中的流出時間,從(6)式求得nr,再由圖求得[處2.儀器恒溫槽1套;烏倍路德粘度計1只;移液管(10mL)2只,(5mL)1只;秒表,吸耳球,螺旋夾;橡皮管;步驟(以聚丙烯酰胺分子量測定為例)測定所用的烏倍路德粘度計,又叫氣承懸柱式粘度計。他的最大優(yōu)點是可以在粘度計里逐漸稀釋從而節(jié)省許多操作手續(xù)。.先用洗液將儀器洗凈,再用自來水、蒸餾水分別沖洗幾次,每次都要注意反復(fù)流洗毛細(xì)管部分,洗好后烘干備用。.調(diào)節(jié)恒溫槽溫度至3O.OO°C,在粘度計的B管和C管上都套上橡皮管,然后將其垂直放入恒溫槽,使水面完全浸沒G球。.溶液流出時間的測定。用移液管分別吸取已知濃度的聚丙烯酰胺溶液10mL和硝酸鈉溶液(3mol?dm-3)5mL,由A管注入粘度計中,在C管處用洗耳球打氣,使溶液混合均勻,濃度記為C],恒溫10min,進(jìn)行測定。測定方法如下:將C管用夾子夾緊使之不通氣,在B管用吸耳球?qū)⑷芤簭腇球經(jīng)D球、毛細(xì)管、E球抽至G球2/3處,解去夾子,讓C管通大氣,此時D球內(nèi)的溶液即回入F球,使毛細(xì)管以上的液體懸空。毛細(xì)管以上的液體下落,當(dāng)液面流經(jīng)a刻度時,立即開始計時,當(dāng)液面降至b刻度時,停止計時,測得刻度a,b之間的液體流經(jīng)毛細(xì)管所需時間。重復(fù)這一操作三次,它們間相差不大于0.3s,取三次的平均值為q。然后依次由A管用移液管加入5mL,5mL,5mL,5mL硝酸鈉溶液(1mol?dm-3),將溶液稀釋,使溶液濃度分別為c2,c3,c4,c5,用同法測定每份溶液流經(jīng)毛細(xì)管的時間t2,t3,t4,t5。應(yīng)注意每次加入硝酸鈉溶液后,要充分混合均勻,并抽洗粘度計的E球和G球,使粘度計內(nèi)溶液各處的濃度相等。.溶劑流出時間的測定用蒸餾水洗凈粘度計,尤其要反復(fù)流洗粘度計的毛細(xì)管部分。用1mol?dm-3的硝酸鈉洗1?2次,然后由A管加入約15mL1mol?dm-3硝酸鈉溶液。用同法測定溶劑流出的時間t0。數(shù)據(jù)記錄(1).?dāng)?shù)據(jù)記錄實驗溫嗖30度00373聚內(nèi)烯坯加沫度(1).?dāng)?shù)據(jù)記錄實驗溫嗖30度00373聚內(nèi)烯坯加沫度0.002g-JinL0.66(2).作圖由回歸直線截矩得[n]二(3).由公式代入數(shù)據(jù)得[7]=KM°咼聚物溶劑t/°C103Kdm^kg-ia分子量范圍MX10-4聚丙烯酰胺水306.310.802?50水30680.661?20ImoLdm-3NaNO33037.50.66聚丙烯腈二甲基甲酰胺2516.60.815?27聚甲基丙烯酸甲酯苯253.80.7924?450丙酮257.50.703?93聚乙烯醇水25200.760.6?2.1水3066.60.640.6?16聚苯乙烯甲苯25170.691?160聚己內(nèi)酰胺40%H2SO42559.20.690.3?1.3聚醋酸乙烯酯丙酮2510.80.720.9?2.5摘自:印永嘉主編.大學(xué)化學(xué)手冊.山東科學(xué)技術(shù)出版社.1985:692二、凝膠過濾層析法1.原理:凝膠層析法(即凝膠過濾法,gelfiltration)是利用凝膠把分子大小不同的物質(zhì)分離開的一種方法,又叫做分子篩層析法(molecularsievechromatography),排阻層析法(exclusionchromatography)。凝膠本身是一種分子篩,它可以把分子按大小不同進(jìn)行分離,好象過篩可以把大顆粒與小顆粒分開一樣。但這種“過篩”與普通的過篩不一樣。將凝膠顆粒在適宜溶劑中浸泡,使充分吸液膨脹,然后裝入層析柱中,加入欲分離的混合物后,再以同一溶劑洗脫,在洗脫過程中,大分子不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部而沿凝膠顆粒間的空隙最先流出柱外,而小分子可以進(jìn)入凝膠內(nèi)部,流速緩慢,以致最后流出柱外,從而使樣品中分子大小不同的物質(zhì)得到分離。凝膠是由膠體溶液凝結(jié)而成的固體物質(zhì),不論是天然凝膠還是人工合成凝膠,它們的內(nèi)部都具有很微細(xì)的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝膠層析法常用的天然凝膠是瓊脂糖凝膠(agarosegel,商品名Sepharose),人工合成凝膠是聚丙烯酰胺凝膠(商品名為Bio-gel-P)和葡聚糖(dextran)凝膠,后者的商品名稱為Sephadex型的各種交聯(lián)葡聚糖凝膠,它是個有不同孔隙度的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠,不溶于水。這種聚合物的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其孔隙大小與被分離物質(zhì)分子的大小有相應(yīng)的數(shù)量級。在凝膠充分溶脹后,交聯(lián)度高的,孔隙小,只有相應(yīng)的小分子可以通過,適于分離小分子物質(zhì)。相反,交聯(lián)度低的孔隙大,適于分離大分子物質(zhì)。利用這種性質(zhì)可分離不同分子量的物質(zhì)。為了說明凝膠層析的原理,將凝膠裝柱后,柱床體積稱為“總體積”,以Vt(totalvolume)表示。實際上Vt是由V。,Vi與Vg三部分組成,即:Vt=Vo+Vi+VgV。稱為“孔隙體積”或“外體積"(outervolume)又稱“外水體積”,即存在于柱床內(nèi)凝膠顆粒外面空隙之間的水相體積,相應(yīng)于一般層析法中柱內(nèi)流動相的體積;Vi為內(nèi)體積(innervolume),又稱“內(nèi)水體積”,即凝膠顆粒內(nèi)部所含水相的體積,相應(yīng)于一般層析法中的固定相的體積,它可從干凝膠顆粒重量和吸水后的
重量求得;Vg為凝膠本身的體積,因此Vt—Vo等于Vi+Vg。它們之間的關(guān)系可l u 丄 £用圖17-3表示。洗脫體積(Ve,elutionVolume)與Vo及Vi之間的關(guān)系可用下式表示:Ve=Vo+KdVi式中Ve為洗脫體積,自加入樣品時算起,到組分最大濃度(峰)出現(xiàn)時所流出的體積;Kd為樣品組分在二相間的分配系數(shù),也可以說Kd是分子量不同的溶質(zhì)在凝膠內(nèi)部和外部的分配系數(shù)。它只與被分離物質(zhì)分子的大小和凝膠顆??紫兜拇笮》植加嘘P(guān),而與柱的長短粗細(xì)無關(guān),也就是說它對每一物質(zhì)為常數(shù),與柱的物理條件無關(guān)。Kd可通過實驗求得,上式可改寫成:上式中Ve為實際測得的洗脫體積;V??捎貌槐荒z滯留的大分子物質(zhì)的溶液(最好有顏色以便于觀察,如血紅蛋白,印度黑墨水,分子量約200萬的藍(lán)色葡聚糖-2000等)通過實際測量求出;V.可由g?WR求得(g為干凝膠重,單位為克;WR為凝膠的“吸水量”,以毫升/克表示)。因此,對一層析柱凝膠床來說,只要通過實驗得知某一物質(zhì)的洗脫體積Ve,就可算出它的Kd值。頃it£貝涇聽學(xué)址職的兀勲疔吊童圖幾直乳於祥粗沁4R,r,u.v.u.f;嗽前許怕曲1Jfrin的詵舅斡烈Kd可以有下列幾種情況:1、 當(dāng)Kd=0時,則Ve=V。。即對于根本不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部的大分子物質(zhì)(全排阻),洗脫體積等于空隙體積(圖中組分I)。2、 當(dāng)Kd=1時,Ve=Vo+V.。即小分子可完全滲入凝膠內(nèi)部時,洗脫體積應(yīng)
為空隙體積與內(nèi)體積之和(圖中組分III)??梢钥闯觯瑢δ骋荒z介質(zhì),兩種全排出的分子即Kd都等于零,雖然分子大小有差別,但不能有分離效果。同樣兩種分子如都能進(jìn)入內(nèi)部空隙,即Kd都等于1,它們既使分子大小有不同,也沒有分離效果。因此不同型號的凝膠介質(zhì),有它一定的使用范圍。3、 當(dāng)0VKdV1時,Ve=Vo+KdVj。表示內(nèi)體積只有一部分可被組分利用,擴散滲入,Ve即在V°+Vj之間變化(圖中組分II)。4、 有時Kd>1,表示凝膠對組分有吸附作用,此時Ve>Vo+Vj。例如一些芳香族化合物的洗脫體積遠(yuǎn)超出理論計算的最大值,這些化合物的Kd>1。如苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸在SephadexG-25中的Kd值分別為1.2,1.4和2.2。在實際工作中,對小分子物質(zhì)也得不到Kd=1的數(shù)值,特別是交聯(lián)度大的凝膠差別更大,如用G-10型得Kd值0.75左右,用G-25型得0.8左右。這是由于一部分水相與凝膠結(jié)合較牢固,成為凝膠本身的一部分,因而不起作用,小分子不能擴散入內(nèi)所致。此時Vi即不能以g?WR計算,為此也常有直接用小分子物質(zhì)D2O,NaCI等通過凝膠柱而由實驗計算出Vi值的。另一個解決的辦法是不使用Vj與Kd,而用Kav(有效分配系數(shù))代替Kd,其定義如下:已知殆」"丁匕丿,將齊一爲(wèi)代替環(huán)則:心=(";-蔦) 生物秀實驗頻道以(匕—)WWW.bblOO.COHl即F尹卡⑴—叫)在這里實際上將原來以水作為固定相(Vj)改為水與凝膠顆粒(V—Vo)作為固定相,而洗脫劑(Ve—V。)作為流動相。Kav與Kd對交聯(lián)度小的凝膠差別較小,而對交聯(lián)度大的凝膠差別大。在一般情況下,凝膠對組分沒有吸附作用時,當(dāng)流動相流過Vt體積后,所有的組分都應(yīng)該被洗出來,這一點為凝膠層析法的特點,與一般層析方法不同。Ve與分子量的關(guān)系:對同一類型的化合物,洗脫特性與組分的分子量有關(guān),流過凝膠柱時,按分子量大小順序流出,分子量大的走在前面。Ve與分子量的關(guān)系可用下式表示:Ve=K1—K2logMrK1與K2為常數(shù),Mr為分子量,Ve也可用Ve—V。(分離體積),Ve/V。(相對保留體積),Ve/Vt(簡化的洗脫體積,它受柱的填充情況的影響較小)或Kav代替,與分子量的關(guān)系同上式,只是常數(shù)不同。通常多以Kav對分子量的對數(shù)作av圖得一曲線,稱為“選擇曲線”,如下圖所示。曲線的斜率是說明凝膠性質(zhì)的一個很重要的特征。在允許的工作范圍內(nèi),曲線愈陡,則分級愈好,而工作范圍愈窄。凝膠層析主要決定于溶質(zhì)分子的大小,每一類型的化合物如球蛋白類,右旋糖酐類等都有它自己的特殊的選擇曲線,可用以測定未知物的分子量,測定時以使用曲線的直線部分為宜。用凝膠層析法測定蛋白質(zhì)的分子量,方法簡單,技術(shù)易掌握,樣品用量少,而且有時不需要純物質(zhì),用一粗制品即可。例如在一粗酶制劑中,為了測定某一酶組分的分子量,只要測定洗脫液中具有該酶最大活性的部分,然后確定其洗脫體積,即可從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出其分子量。凝膠層析法測定分子量也有一定的局限性,在pH6—8的范圍內(nèi),線性關(guān)系比較好,但在極端pH時,一般蛋白質(zhì)有可能因變性而偏離。糖蛋白在含糖量超過5%時,測得分子量比真實的要大,鐵蛋白則與此相反,測得的分子量比真實的要小。有一些酶底物是糖,如淀粉酶,溶菌酶等會與葡聚糖凝膠形成絡(luò)合物,這種絡(luò)合物與酶-底物絡(luò)合物相似,因此在葡聚糖凝膠上層析時表現(xiàn)異常。用凝膠層析法所測分子量的結(jié)果,要和其它方法的測定相對照,由此才可作出較可靠的結(jié)論。凝膠層析技術(shù)操作方便,設(shè)備簡單,周期短,重復(fù)性能好,而且條件溫和,一般不引起生物活性物質(zhì)的變化,目前已得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用,例如可用于脫鹽,濃縮高分子物質(zhì)的溶液,生化物質(zhì)的分離提純,去除熱源物質(zhì)以及用于測定高分子物質(zhì)的分子量。xa 黑霽住1擁皮騫3.尼龍冋)&樣迴胃晶性c戲往更塵折?ih注掘酒邊煦門z多孔餐童3.莊察.恒丸*進(jìn)n5IB衛(wèi)水岀口氐可河節(jié)的恥子)試劑及器材:試劑:標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)混合液(各2—3mg?ml-1,用氯化鉀-乙酸溶液配制),牛血清清蛋白(Mr67000),雞卵清蛋白(Mr43000),胰凝乳蛋白酶原A(Mr25000)和結(jié)晶牛胰島素(pH2時為二聚體Mr12000)等均需層析純。藍(lán)色葡聚糖-2000(8—10mg?ml-i),N-乙酰酪氨酸乙酯(或硫酸銨或重鉻酸鉀)(8—10mg?ml-1)。0.025mo?L-1氯化鉀-0.2mol?L-1乙酸溶液,SephadexG—75(或G—100),5%Ba(Ac)2。4)待測蛋白質(zhì)樣品液。器材:層析柱:柱管(直徑1.0~1.3cm;管長90~100cm),核酸蛋白檢測儀或紫外分光光度計,自動部分收集器,恒壓瓶,下口瓶。3.操作步驟:A.一般操作方法1^/7-7廂折略映遷接議■啊J里種片賀*2 ? 1tii*J Jr-?■a(1)凝膠的選擇和處理凝膠顆粒最好大小比較均勻,這樣,流速穩(wěn)定,結(jié)果較好。如果顆粒大小不勻,用傾瀉法傾去不易沉下的較細(xì)顆粒。將稱好的干粉傾入過量的洗脫液(一般多用水,鹽溶液或緩沖溶液)中,室溫下放置,使之充分溶脹。注意不要過分?jǐn)嚩?,以防顆粒破碎。溶脹時間因凝膠交聯(lián)度不同而異為了縮短溶脹時間,可在沸水浴上加熱將近100°C,這樣可大大縮短溶脹時間至幾小時,而且還可以殺死細(xì)菌和霉菌,并可排除凝膠內(nèi)氣泡。種類凝膠溶脹時間請查閱葡聚糖凝膠的技術(shù)數(shù)據(jù)表。(2)裝柱裝柱前,必須用真空干燥器抽盡凝膠中空氣。裝柱方法與一般柱層析法相似。層析柱可以自制或外購,目前已有各種規(guī)格層析柱商品(圖17-6)。裝柱前須將凝膠上面過多的溶液傾出。關(guān)閉層析柱出水口,并向柱管內(nèi)加入約1/3柱容積的洗脫液,然后在攪拌下,將濃漿狀的凝膠連續(xù)地傾入柱中,使之自然沉降,待凝膠沉降約2—3cm后,打開柱的出口,調(diào)節(jié)合適的流速,使凝膠繼續(xù)沉集,待沉集的膠面上升到離柱的頂端約5cm處時停止裝柱,關(guān)閉出水口。接著再通過2—3倍柱床容積的洗脫液使柱床穩(wěn)定,然后在凝膠表面上放一片濾紙或尼龍濾布,以防將來在加樣時凝膠被沖起,并始終保持凝膠上端有一段液體。新裝好的柱要檢驗其均一性,可用帶色的高分子物質(zhì)如藍(lán)色葡聚糖-2000(又稱藍(lán)色右旋糖,商品名為Bluedextran-2000)、紅色葡聚糖或細(xì)胞色素C等配成2mg/ml的溶液過柱,看色帶是否均勻下降,或?qū)⒅芟蚬庹辗较蛴醚劬τ^察,看是否均勻,有無“紋路”或氣泡。若層析柱床不均一,必須重新裝柱。(3)加樣要照顧到濃度與粘度兩個方面。分析用量:1—2ml/100ml柱床容積(1—2%);制備用量:20—30ml/100ml柱床容積。加樣方法與一般柱層析相同。夾緊上、下進(jìn)、出水口夾子,為防止操作壓改變,可將塑料管下口抬高至離柱上端約50cm處(SephadexG-75,選用50cm液柱操作壓),打開柱上端的塞子或螺絲帽,吸出層析柱中多余液體直至與膠面相切。沿管壁將樣品溶液小心加到凝膠床面上,應(yīng)避免將床面凝膠沖起,打開下口夾子,使樣品溶液流入柱內(nèi),同時收集流出液,當(dāng)樣品溶液流至與膠面相切時,夾緊下口夾子。按加樣操作,用1ml洗脫液沖洗管壁2次。最后加入3—4ml洗脫液于凝膠上,旋緊上口螺絲帽,柱進(jìn)水口連通恒壓瓶,柱出水口與核酸蛋白質(zhì)檢測儀比色池進(jìn)液口相連,比色池出液口再與自動部分收集器相連(如圖17-7)。4)洗脫洗脫液應(yīng)與凝膠溶脹所用液體相同。洗脫用的液體有水(多用于分離不帶電荷的中性物質(zhì))及電解質(zhì)溶液(用于分離帶電基團(tuán)的樣品),如酸、堿、鹽的溶液及緩沖液等。對于吸附較強的組分,也有使用水與有機溶劑的混合液,如水-甲醇、水—乙醇、水-丙酮等為洗脫劑,可以減少吸附,將組分洗下。本實驗洗脫用0.025molL-i氯化鉀-0.2mol?L-i乙酸溶液。洗脫時,打開上、下進(jìn)出口夾子,用0.025mol?L-i氯化鉀-0.2molU乙酸溶液,以每管3ml/10min流速洗脫,用自動部分收集器收集流出液。影響洗脫液流速的因素有:洗脫液加在柱上的壓力——操作壓(由液面差引起)。一般來說,流速與柱壓力差成正比,但對某些種類凝膠加壓不能超過一個極限值,否則加大壓力,不僅不能增加流速,反而使流速急劇下降,特別是在使用交聯(lián)度小(WR>7.5)的凝膠時要特別注意。為保持層析過程中恒定的壓力,可使用恒壓瓶。凝膠交聯(lián)度;交聯(lián)度大的凝膠(G-10至G-50型)的流速與柱的壓力差成正比,與柱長成反比,與柱的直徑無關(guān)。交聯(lián)度小的凝膠(G-75至G-200型)的流速與柱的直徑有關(guān),并在一定操作壓差下有最大的流速值,操作壓見圖17-8。凝膠顆粒大?。侯w粒大時,流速較大,但流速大時洗脫峰形常較寬。顆粒小時,流速較慢,分離情況較好。要求在不影響分離效果情況下,盡可能使流速不致太慢,以免用時過長。(5)重裝一般地說,一次裝柱后,可反復(fù)使用,無特殊的“再生”處理,只須在每次層析后用3—4倍柱床體積的洗脫液過柱。由于使用過程中,顆??赡苤鸩匠练e壓緊,流速逐漸會減低,使得一次分析用時過多,這時需要將凝膠倒出,重新填裝;或用反沖方法,使凝膠松動沖起,再行沉降。有時流速改變是由于凝膠頂部有雜質(zhì)集聚,則需竟混有臟物的凝膠取出,必要時可將上部凝膠攪松后補充部分新膠,經(jīng)沉集、平衡后即可使用。(6)凝膠的保存方法凝膠用完后,可用以下方法保存。膨脹狀態(tài):即在水相中保存??砂醋⒁馐马棧?),加入防腐劑或加熱滅菌后于低溫保存。半收縮狀態(tài):用完后用水洗凈,然后再用60%—70%乙醇洗,則凝膠體積縮小,于低溫保存。干燥狀態(tài):用水洗凈后,加入含乙醇的水洗,并逐漸加大含醇量,最后用95%乙醇洗,則凝膠脫水收縮,再用乙醚洗去乙醇,抽濾至干,于60—80°C干燥后保存。這3種方法中,以干燥狀態(tài)保存為最好。B.蛋白質(zhì)分子量測定根據(jù)待測蛋白質(zhì)的分子量范圍選用SephadexG-75或G-100型凝膠,其顆粒在40—120》m,柱管選用直徑1.0—1.3cm,柱長90—100cm,一般選用1.1x100cm商品層析柱。測定Vo和V將0.5ml藍(lán)色葡聚糖-2000和硫酸銨混合液(2mg?ml-1)上柱、洗脫,分別測出Ve。藍(lán)色葡聚糖的Ve即為該柱的V。,硫酸銨洗脫體積Ve減去V。即為柱的?。藍(lán)色葡聚糖的洗脫峰可根據(jù)顏色判斷,硫酸銨洗脫峰用Ba(Ac)2生成沉淀判斷(若用重鉻酸鉀,其洗脫峰,可根據(jù)顏色判斷)。標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作按上述方法將1ml標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)混合液上柱,然后用0.025mol?L-1氯化鉀-0.2mol?L-1乙酸溶液洗脫。流速3ml/10min,3ml/管。用部分收集器收集,核酸蛋白質(zhì)檢測儀280nm處檢測,記錄洗脫曲線,或收集后用紫外分光光度計280nm處測定每管光吸收值。以管號(或洗脫體積)為橫坐標(biāo),光吸收值為縱坐標(biāo)作出洗脫曲線。根據(jù)洗脫峰位置,量出每種蛋白質(zhì)的洗脫體積(Ve)。然后,以蛋白質(zhì)分子量的對數(shù)1gMr為縱坐標(biāo),Ve為橫坐標(biāo),作出標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖17-9)。為了結(jié)果可靠,應(yīng)以同樣條件重復(fù)1—2次,取Ve的平均值作圖。同時根據(jù)已測出的V。和Vi以及通過測量柱的直徑和凝膠柱床高度,計算出的Vt,分別求出Kd和Kav。也可以Kd或Kav為橫坐標(biāo),lMr為縱坐標(biāo)作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。未知樣品分子量的測定完全按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的條件操作。4.結(jié)果與討論:根據(jù)紫外檢測的洗脫峰位置,量出洗脫體積,重復(fù)測定1—2次,取其平均值,也可以計算出Kav,分別由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得樣品的分子量。注意事項(1)根據(jù)層析柱的容積和所選用的凝膠溶脹后柱床容積,計算所需凝膠干粉的翌程些翌程些C圖&暹釜崔團(tuán)打洗脫舛訊與分子?GWf)的關(guān)系(2)層析柱粗細(xì)必須均勻,柱管大小可根據(jù)實際需要選擇。一般來說,細(xì)長的柱分離效果較好。若樣品量多,最好選用內(nèi)徑較粗的柱,但此時分離效果稍差。柱管內(nèi)徑太小時,會發(fā)生“管壁效應(yīng)”,即柱管中心部分的組分移動慢,而管壁周圍的移動快。柱越長,分離效果越好,但柱過長,實驗時間長,樣品稀釋度大,分離效果反而不好。用于脫鹽的柱一般都是短而粗,柱長(L)/直徑(D)V10;對分級分離用的柱,L/D值可以比較大,對很難分離的組分可以達(dá)到L/D=100,—般選用內(nèi)徑為1cm,柱長100cm就夠了。(3)各接頭不能漏氣,連續(xù)用的小乳膠管不要有破損,否則造成漏氣、漏液。注意恒壓瓶內(nèi)的排氣管應(yīng)無液體,并隨著柱下口溶液的流出不斷有氣泡產(chǎn)生,則表示恒壓瓶不漏氣。操作過程中,層析柱內(nèi)液面不斷下降,則表示整個系統(tǒng)有漏氣之處,應(yīng)仔細(xì)檢查并加以糾正。(4)裝柱要均勻,不過松也不過緊,最好也在要求的操作壓下裝柱,流速不宜過快,避免因此而壓緊凝膠。但也不宜過慢,使柱裝得太松,導(dǎo)致層析過程中,凝膠床高度下降。(5)始終保持柱內(nèi)液面高于凝膠表面,否則水分揮發(fā),凝膠變干。也要防止液體流干,使凝膠混入大量氣泡,影響液體在柱內(nèi)的流動,導(dǎo)致分離效果變壞,不得不重新裝柱。(6)樣品溶液的濃度和粘度要合適。濃度大,自然粘度增加。一個粘度很大的樣品上柱后,樣品分子因運動受限制,影響進(jìn)出凝膠孔隙,洗脫峰形顯得寬而矮,有些可分離的組分也因此重疊。(7)洗脫用的液體應(yīng)與凝膠溶脹所用液體相同,否則,由于更換溶劑引起凝膠容積變化,從而影響分離效果。(8)操作壓過大可使流速變慢,此外還可以導(dǎo)致凝膠膠面下降,柱床容積的改變,相應(yīng)測出vv。,v等也改變,造成實驗結(jié)果的誤差。(9)由于葡聚糖凝膠為糖類化合物,并且一定要在液相中操作,所以有必要注意防止發(fā)霉與生長細(xì)菌。一般可用0.02%的疊氮鈉(NaN3)溶液,它極易溶于水,不與蛋白質(zhì)和糖反應(yīng),也不改變它們的層析效果,也可用0.002%的洗必泰(hibitane)溶液。在弱酸性溶液中,可用0.05%(或0.01%—0.02%)三氯丁醇溶液,但它在強堿性溶液或加熱到60°C以上時就要分解。在弱堿性溶液中也可用0.01%乙酸汞溶液防腐消毒。一般不用氯仿、丁醇、甲苯等為防腐劑。因為它們能引起凝膠顆粒的收縮,同時還能進(jìn)入層析儀器的塑料部件,使塑料變軟,造成不良后果。(10)使用部分收集器時,將其轉(zhuǎn)盤調(diào)節(jié)到最外圈,從第一管開始,否則會造成轉(zhuǎn)換臂的轉(zhuǎn)動與轉(zhuǎn)盤不同心,以致洗脫液流到管外。凝膠層析中常遇到的故障之原因與排除方法總結(jié)見下表。故障產(chǎn)生的原因排出的方法恒壓瓶不能恒壓1.恒壓瓶上口或下口橡膠塞未塞緊或橡1?找出漏氣原因,塞緊橡膠塞
膠塞插玻璃管處漏氣層析柱連接后,進(jìn)水口無液體滴出2.層析柱進(jìn)水口或出水口的止水夾未打開3?進(jìn)水口塑料管中有氣泡2?打開止水夾3?排除塑料管中的氣泡層析柱出水口無液體流出4?出水口的止水夾未打開5.層析柱下口螺絲未旋緊,因漏氣而造成出水塑料管中有氣泡6?出水口塑料管被凝膠阻塞4?打開出水口止水夾并調(diào)節(jié)流速5?找出產(chǎn)生氣泡的原因,排除氣泡6?將層析柱中的凝膠倒出,沖洗尼龍網(wǎng)排除塑料管中的凝膠,重新裝柱層析過程中流速逐漸減慢7.樣品中或洗脫緩沖液中含有不溶顆粒將膠床表面阻塞8?操作壓過高,將凝膠膠床壓緊9.測定內(nèi)水時硫酸銨濃度太大;凝膠脫水使膠床壓緊.加樣時未注意恒壓,加樣后膠床床面下降?長期使用,微生物生長?裝柱時凝膠未完全溶脹,平衡時流速即逐漸減慢?凝膠顆粒過細(xì),或由于用暴力攪動凝膠使凝膠顆粒打碎7?采用離心或過濾法除去不溶顆粒,用滴管移去柱床表面1—2cm的凝膠,補加新凝膠至同樣高度8?重新裝柱,采用適當(dāng)?shù)牟僮鲏??將凝膠取出用緩沖液反復(fù)洗滌,溶脹重新裝柱。適當(dāng)降低硫酸銨濃度?加樣時應(yīng)根據(jù)操作壓,將塑料管下水口抬高至相應(yīng)的操作壓?層析柱不用時,在平衡緩沖液中加入0.02%疊氮鈉或0.002%洗必泰,并使其充滿柱床體積,以抑制細(xì)菌生長,暫時不用的柱應(yīng)定期用緩沖液過柱沖洗,也可以防止微生物生長?將凝膠取出,待其完全溶脹后重新裝柱?取出層析柱中的凝膠,用漂浮法除去過細(xì)的顆粒,重新裝柱,攪拌凝膠應(yīng)防止暴力層析柱膠床中有氣泡?裝柱前,凝膠未抽氣或煮沸,在凝膠中混入空氣?加樣不當(dāng)使空氣進(jìn)入凝膠膠床16?從冰箱中取出凝膠或凝膠緩沖液立即裝柱,或裝柱后被太陽暴曬?在凝膠柱上層的氣泡可用細(xì)頭長滴管或細(xì)塑料管將氣泡取出或趕走,并重新平衡,穩(wěn)定膠床后再使用,若氣泡太多則應(yīng)抽氣或煮沸后自然冷卻后裝柱.小心加樣防止帶進(jìn)氣泡16?凝膠或緩沖液應(yīng)放置到室溫后才能裝柱,避免太陽直射層析柱膠床破裂17?大量空氣進(jìn)入層析柱18?進(jìn)水口流速慢,出水口流速快17?找出空氣進(jìn)入層析柱的原因,重新裝柱18?找出進(jìn)出水口流速不一致的原因,重新裝柱
樣品進(jìn)入凝膠后條帶扭曲?樣品或緩沖液中有顆粒或不溶物?凝膠表面不平,或膠床不均勻?按方法7處理樣品或緩沖液?將凝膠柱置于垂直位,輕輕攪動膠床表面1—2cm處的凝膠,使其自然沉降凝膠層析分辨率不高21?凝膠層析柱裝得不均勻21?將凝膠取出重新裝柱22?凝膠G型選擇不當(dāng)22?根據(jù)欲分離物質(zhì)分離的情況,選擇合適的凝膠G型與粒度23?加樣量太大23.為提高分辨率,分析時加樣量一般為柱長24?柱床太短的1—2%,最多不能超過5%25?樣品濃度高,粘度大而形成拖尾24?將柱床高度適當(dāng)加長26?洗脫時流速太快25?根據(jù)紫外測定的光吸收值將樣品適當(dāng)稀釋27?分部收集時每管體積過大26?調(diào)節(jié)洗脫的流速,(本實驗為3ml/10min)27?控制每管收集量,為便于紫外測定,每管收集量以2.8—3ml為宜分部收集時,收集盤28?使用前未經(jīng)定位或開始收集后隨便28?將自動收集器換向開關(guān)撥向“順”,連續(xù)按轉(zhuǎn)動一次間隔數(shù)只移動轉(zhuǎn)換臂,從而造成收集盤與轉(zhuǎn)換臂手動開關(guān),使收集盤與轉(zhuǎn)換臂同時以“順”時針試管或滴管口偏離轉(zhuǎn)動不同步方向轉(zhuǎn)至外圈零位。將換向開關(guān)撥至“逆”,使相應(yīng)的試管轉(zhuǎn)換臂的滴管口對準(zhǔn)第一個試管中心,打開自動開關(guān)即可進(jìn)行同步收集三、SDS■聚丙烯酰胺凝膠電泳法1.原理SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS)是對蛋白質(zhì)進(jìn)行量化,比較及特性鑒定的一種經(jīng)濟、快速、而且可重復(fù)的方法。該法主要依據(jù)蛋白質(zhì)的分子量對其進(jìn)行分離。SDS與蛋白質(zhì)的疏水部分相結(jié)合,破壞其折疊結(jié)構(gòu),并使其穩(wěn)定地存在于一個廣泛均一的溶液中。SDS-蛋白質(zhì)復(fù)合物的長度與其分子量成正比。由于在樣品介質(zhì)和聚丙烯酰胺凝膠中加入離子去污劑和強還原劑后,蛋白質(zhì)亞基的電泳遷移率主要取決于亞基分子量的大小,而電荷因素可以被忽略。SDS-PAGE因易于操作和廣泛的用途,使它成為許多研究領(lǐng)域中一種重要的分析技術(shù)。SDS是十二烷基硫酸鈉(sodiumdodecylsulfate)的簡稱,它是一種陰離子表面活性劑,加入到電泳系統(tǒng)中能使蛋白質(zhì)的氫鍵和疏水鍵打開,并結(jié)合到蛋白質(zhì)分子上(在一定條件下,大多數(shù)蛋白質(zhì)與SDS的結(jié)合比為1.4gSDS/1g蛋白質(zhì)),使各種蛋白質(zhì)-SDS復(fù)合物都帶上相同密度的負(fù)電荷,其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量,從而掩蓋了不同種類蛋白質(zhì)間原有的電荷差別。這樣就使電泳遷移率只取決于分子大小這一因素,于是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)分子量的對數(shù)和遷移率所作的標(biāo)準(zhǔn)曲線,可求得未知物的分子量。2■材料器材微型凝膠電泳裝置;電源(電壓200V,電流500mA);100°C沸水??;Eppendorf管;微量注射器(50》l或100》1);干膠器、真空泵或水泵;帶蓋的玻璃或塑料小容器;搖床。試劑⑴2mol/LTris-HCl(pH8.8):取24.2gTris,加50ml蒸餾水,緩慢的加濃鹽酸至pH8.8(約加4ml);讓溶液冷卻至室溫,pH將會升高,加蒸餾水至100ml。⑵1mol/LTris-HCl(pH8.8):取12.1gTris,加50ml蒸餾水,緩慢的加濃鹽酸至pH6.8(約加8ml);讓溶液冷卻至室溫,pH將會升高,加蒸餾水至100ml。
⑶10%(w/v)SDS:取10g的SDS,加蒸餾水至100ml。50%(v/v)甘油:取50ml100%甘油,加入50ml蒸餾水。1%(w/v)溴酚藍(lán):取100mg溴酚藍(lán),加蒸餾水至10ml,攪拌,直到完全溶解,過濾除去聚合的染料。A液 丙烯酰胺儲備液(配制含30%(w/v)丙烯酰胺和0.8%(w/v)甲叉雙丙烯酰胺的溶液100ml)在通風(fēng)柜中操作,取29.2g丙烯酰胺,0.8g甲叉雙丙烯酰胺,加蒸餾水至100ml,緩慢攪拌直至丙烯酰胺粉末完全溶解,用石蠟?zāi)し饪?,可?°C存放數(shù)月。⑺B液——x分離膠緩沖液:取75ml2mol/LTris-HCl(pH8.8),加入4ml10%SDS,加21ml蒸餾水,混勻,可在4°C存放數(shù)月。⑻C液——x濃縮膠緩沖液:取50ml1mol/LTris-HCl(pH6.8),加入4ml10%SDS,加46ml蒸餾水,混勻,可在4°C存放數(shù)月。⑼10%過硫酸銨:取0.5g過硫酸銨,加入5ml蒸餾水,可保存在密圭寸的管內(nèi),于4°C存放數(shù)月。⑽電泳緩沖液:取3gTris,14.4g甘氨酸,1gSDS,加蒸餾水至1L,pH約為8.3,也可配制成10x的儲備液,在室溫下長期保存。5x樣品緩沖液:取0.6ml1mol/LTris-HCl(pH6.8),加入2ml10%SDS,5ml50%的甘油,0.5ml2-巰基乙醇,1ml1%溴酚藍(lán),0.9ml的蒸餾水混勻,可在4°C保存數(shù)周,或在-20°C保存數(shù)月??捡R斯亮藍(lán)染液:1.0g考馬斯亮藍(lán)R-250,加入450ml甲醇,450ml蒸餾水及100ml冰醋酸即成。的考馬斯亮藍(lán)脫色液:將100ml甲醇,100ml冰醋酸,800ml蒸餾水混勻備用。3.操作A.灌制分離膠⑴組裝凝膠模具:可按照使用說明書裝配好灌膠用的模具。對于Bio-Rad的微型凝膠電泳系統(tǒng),在上緊螺絲之前,必須確保凝膠玻璃板和隔片的底部與一個平滑的表面緊密接觸,有細(xì)微的不匹配就會導(dǎo)致凝膠的滲漏。
(2)將A液、B液及蒸餾水在一個小燒瓶或試管中混合,丙烯酰胺(A液中)是神經(jīng)毒素,操作時必須戴手套。加入過硫酸銨和TEMED后,輕輕攪拌使其混勻(過量氣泡的產(chǎn)生會干擾聚合)。凝膠很快會聚合,操作要迅速。小心將凝膠溶液用吸管沿隔片緩慢加入模具內(nèi),這樣可以避免在凝膠內(nèi)產(chǎn)生氣泡。⑶當(dāng)加入適量的分離膠溶液時(對于小凝膠,凝膠液加至約距前玻璃板頂端1.5cm或距梳子齒約0.5cm),輕輕在分離膠溶液上覆蓋一層1mm?5mm的水層,這使凝膠表面變得平整。當(dāng)凝膠聚合后,在分離膠和水層之間將會出現(xiàn)一個清晰的界面。灌制濃縮膠⑴吸盡覆蓋在分離膠上的水后將A液、C液和蒸餾水在三角燒瓶或小試管中混合。加入過硫酸銨和TEMED,并輕輕攪拌使其混勻。⑵將濃縮膠溶液用吸管加至分離膠的上面,直至凝膠溶液到達(dá)前玻璃板的頂端。將梳子插入凝膠內(nèi),直至梳子齒的底部與前玻璃板的頂端平齊。必須確保梳子齒的末端沒有氣泡。將梳子稍微傾斜插入可以減少氣泡的產(chǎn)生。⑶凝膠聚合后,小心拔出梳子,不要將加樣孔撕裂。將凝膠放入電泳槽內(nèi),如果使用Bio-Rad的微型凝膠系統(tǒng),可預(yù)先接好電極。將電泳緩沖液加入內(nèi)外電泳槽中,使凝膠的上下端均能浸泡在緩沖液中。制備樣品和上樣⑴將蛋白質(zhì)樣品與5x樣品緩沖液(20“1+5"在一個Eppendorf管中混合。100r加熱2min?10min。離心1s,如果有大量蛋白質(zhì)碎片則應(yīng)延長離心時間。⑵用微量注射器將樣品加入樣品孔中。將蛋白質(zhì)樣品加至樣品孔的底部,并隨著染料水平的升高而升高注射器針頭。避免帶入氣泡,氣泡易使樣品混入到相鄰的加樣孔中。電泳⑴將電極插頭與適當(dāng)?shù)碾姌O相接。電流流向陽極。將電壓調(diào)至200V(保持恒壓;對于兩塊0.75mm的膠來說,電流開始時為100mA,在電泳結(jié)束時應(yīng)為60mA;對于兩塊1.5mm的膠來說,開始時應(yīng)為110mA,結(jié)束時應(yīng)為80mA)。(2)對于兩塊0.75mm的凝膠,染料的前沿遷移至凝膠的底部約需30?40分鐘(1.5mm的凝膠則需40min?50min)。關(guān)閉電源從電極上拔掉電極插頭,
取出凝膠玻璃板,小心移動兩玻璃板之間的隔片,將其插入兩塊玻璃板的一角。輕輕撬開玻璃板,凝膠便會貼在其中的一塊板上??捡R斯亮藍(lán)染色這種染色方法在單條電泳帶中蛋白質(zhì)最小檢出量為o.iug的蛋白。通??梢愿鶕?jù)所需要的敏感度來選擇是使用考馬斯亮藍(lán)染色或銀染色。⑴戴上手套避免將手指印留在電泳凝膠上,將凝膠移入一個小的盛有少量考馬斯亮藍(lán)(20ml已經(jīng)足夠)的容器內(nèi)(小心不要將膠撕破)?;?qū)⒉AО暹B同凝膠浸在染料中輕輕振蕩直至凝膠脫落。⑵對于0.75mm的凝膠,可在搖床上緩慢震蕩5分鐘?10分鐘,對于1.5mm的凝膠,則需10分鐘?20分鐘,在染色和脫色過程中要用蓋子或封口膜密閉容器口。棄去染液,將凝膠在水中漂洗數(shù)次。戴手套以避免將雙手染色。⑶加入考馬斯亮藍(lán)脫色液(約50ml),清晰的條帶很快會顯現(xiàn)出來,大部分凝膠脫色需要1h,使用過的脫色液則可用水沖洗掉。為了脫色完全,需數(shù)次更換脫色液并震蕩過夜。干膠⑴用一張10cmx12cm的Whatman3MM濾紙覆蓋凝膠,用一張玻璃紙或塑料保鮮膜覆蓋在凝膠的另一個表面,小心不要將氣泡裹進(jìn)去,這樣會導(dǎo)致凝膠的破裂??捎靡粋€試管作為卷軸推趕,可以有效的除去氣泡。⑵將濾紙置于干膠器上,開啟加熱和抽真空開關(guān),并蓋上帶有密封圈的蓋子。待凝膠烘干后小心取出即可。4.結(jié)果根據(jù)凝膠中標(biāo)準(zhǔn)品與待測樣品的相對遷移率判斷待測樣品的大致分子量。根據(jù)蛋白質(zhì)分子量對數(shù)和電泳遷移率的關(guān)系,精確測量溴酚藍(lán)和各種蛋白質(zhì)遷移距離。把溴酚藍(lán)遷移的距離定為d[,蛋白質(zhì)遷移距離定為d2,并以D1定為凝膠染色前的長度,D2定為凝膠染色后的長度。根據(jù)下面公式計算各種蛋白質(zhì)的遷移率Rm:Rm=d2d1xD1D2以標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)的遷移率為橫座標(biāo),以其對應(yīng)的分子量對數(shù)為縱座標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,可得到一條直線,然后根據(jù)未知樣品的遷移率,在半對數(shù)座標(biāo)圖上查出其對應(yīng)的分子量。要得到一個可靠的結(jié)果,實驗需多次重復(fù)。
四、凝膠滲透色譜(GPC)法分子量的多分散性是高聚物的基本特征之一。聚合物的性能與其分子量和分子量分布密切相關(guān)。體積排除色譜(sizeexclusionchromatography,SEC)是液相色譜的一個分支,已成為測定聚合物分子量分布和結(jié)構(gòu)的最有效手段。其還可測定聚合物的支化度,共聚物及共混物的組成。采用制備型的色譜儀,可將聚合物按分子量的大小分級,制備窄分布試樣,供進(jìn)一步分析和測定其結(jié)構(gòu)。該方法的優(yōu)點是:快捷、簡便、重視性好、進(jìn)樣量少、自動化程度高。體積排除色譜在一段時期內(nèi)常稱為凝膠滲透色譜(gelpermeationchromatography,GPC)、凝膠過濾色譜(gelfiltrationchromatography,GFC)、凝膠色譜。從分離機理看,使用體積排除色譜較為確切。1.基本原理:體積排除色譜(SEC)分離機理認(rèn)為在多孔載體(其孔徑大小有一定的分布,并與待分離的聚合物分子尺寸可比擬的凝膠或多孔微球)充填的色譜柱里引入聚合物溶液,用溶劑淋洗,體系是處于擴散平衡的狀態(tài)。聚合物分子在柱內(nèi)流動過程中,不同大小的分子向載體孔洞滲透的程度不同,大分子能滲透進(jìn)去的孔洞數(shù)目比小分子少,有些孔洞即使大小分子都能滲透進(jìn)去,但大分子能滲透的深度淺。溶質(zhì)分子的體積越小滲透進(jìn)去的幾率越大,隨著溶劑流動,它在柱中保留的時間越長。如果分子的尺寸超過載體孔的尺寸時,則完全不能滲透進(jìn)孔里,只能隨著溶劑從載體的粒間空隙中流過,最先淋出。當(dāng)具有一定分子量分布的高聚物溶液從柱中通過時,較小的分子在柱中保留的時間比大分子保留的時間要長,于是整個樣品即按分子尺寸由大到小的順序依次流出。色譜柱總體積為Vt,載體骨架體積為vg,載體中孔洞總體積為V,載體粒tgi間體積為v0,貝UVtFg+V0+ViV0和Vi之和構(gòu)成柱內(nèi)的空間。溶劑分子體積遠(yuǎn)小于孔的尺寸,在柱內(nèi)的整個空間(V0+Vi)活動;高分子的體積若比孔的尺寸大,載體中任何孔均不能進(jìn)入,只能在載體粒間流過,其淋出體積是V。;高分子的體積若足夠小,如同溶劑分子尺寸,所有的載體孔均可以進(jìn)出,其淋出體積為(V0+Vi);高分子的體積是
中等大小的尺寸,它只能在載體孔Vj的一部分孔中進(jìn)出,其淋出體積ve為ieV=V0+KV.e0iK為分配系數(shù),其數(shù)值0WKW1,與聚合物分子尺寸大小和在填料孔內(nèi)、外的濃度比有關(guān)。當(dāng)聚合物分子完全排除=0;在完全滲透時,K=度比有關(guān)。當(dāng)聚合物分子完全排除=0;在完全滲透時,K=1(見圖當(dāng)K=0時,Ve=V0;;此處所對應(yīng)合物分子量是該色譜柱的滲透極限(PL),商品SEC儀器的PL常用乙烯的分子量表示。聚合物分子量PL值時,只能在V0以前被淋洗出有分離效果。V0和vg對分離作用沒有貢獻(xiàn),時,K4-1)。的聚
聚苯超過來,沒保留體積(K)也6-1SZ打卜劉迫山 應(yīng)設(shè)法減小;V.是分離的基礎(chǔ),其值越大柱子分離效果越好。制備孔容大,能承受壓力,粒度小,又分布均勻,外形規(guī)則(球形)的多孔載體,讓其盡可能緊密裝填以提高分離能力。柱效的高低,常采用理論塔板數(shù)N和分離度R來作定性的描述。測定N的方法可以用小分子物質(zhì)作出色譜圖1從圖上求得流出體積Ve和峰e寬W,以下式計算N值:N=(4V/W)2,N值越大,意味著柱子的效率越高。e“1”、“2”代表分子量不同的兩種標(biāo)準(zhǔn)樣品,Ve,]、Ve,2、W1,W2為其淋出體積和峰寬,分離度R的計算為R=2V,2—Ve丿,若
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