凝胶层析综述
凝胶层析的原理
凝胶层析的原理
凝胶层析是一种色谱分离技术，其原理基于分子在凝胶基质中的分布差异。
凝胶层析通常使用高分子化合物（例如琼脂）作为固定相，将其溶解在适当的缓冲液中形成凝胶状。
待凝胶固化后，待测样品被加入凝胶的顶端。
根据样品分子的大小、形状以及蓝移或红移的趋势，分子会在凝胶中以不同速率迁移。
当分子在凝胶层析中进行迁移时，其中较小的分子往往可以更快地穿越凝胶，因为它们能更容易地适应凝胶中更大的孔隙。
而较大的分子会受到凝胶孔隙的阻碍，导致迁移速度较慢。
因此，通过观察样品分子在凝胶中的迁移位置，可以推断出它们的大小或分子量。
凝胶层析的选择性可以通过改变凝胶材料的性质来调节。
例如，聚丙烯酰胺凝胶通常用于较小分子的分离，而琼脂糖凝胶则常用于分离较大的DNA分子。
此外，通过选择合适的缓冲液
pH值和离子强度，也可以调节分子之间的电荷作用，从而影
响其在凝胶中的迁移行为。
凝胶层析在生物化学、生物医学和药物研究等领域广泛应用。
它可以用于分离和纯化蛋白质、核酸以及其他生物分子，也可用于测定样品中特定分子的相对含量。
凝胶层析是一种简单、经济且可靠的分离技术，因此在实验室中得到广泛应用。
凝胶层析实验报告结论
一、实验目的本次实验旨在通过凝胶层析技术，对混合溶液中的不同组分进行分离，验证凝胶层析法的原理，并探讨影响分离效果的因素。
二、实验原理凝胶层析是一种基于分子筛效应的分离技术。
凝胶作为一种具有多孔结构的材料，其孔径大小可以调节，从而实现对不同分子量物质的分离。
实验中，混合溶液中的组分通过凝胶层析柱时，分子量较大的物质由于无法进入凝胶孔道，只能沿着凝胶颗粒之间的缝隙流出，而分子量较小的物质则可以进入凝胶孔道内部，从而在凝胶层析柱中停留更长时间，最终实现分离。
三、实验结果与分析1. 实验现象（1）观察实验过程中，不同组分在凝胶层析柱中的洗脱顺序。
根据实验结果，分子量较大的组分先流出，而分子量较小的组分后流出。
（2）观察凝胶层析柱中凝胶颗粒的吸附情况。
实验过程中，凝胶颗粒对分子量较大的组分吸附作用较弱，而对分子量较小的组分吸附作用较强。
2. 实验数据分析（1）通过计算不同组分的洗脱时间，可以得出其分子量大小。
实验结果表明，分子量较大的组分先流出，而分子量较小的组分后流出，与理论预期相符。
（2）分析凝胶层析柱中凝胶颗粒的吸附情况，可以发现分子量较小的组分在凝胶层析柱中停留时间较长，说明凝胶颗粒对其吸附作用较强。
四、实验结论1. 凝胶层析法可以有效地对混合溶液中的不同组分进行分离，实现不同分子量物质的分离。
2. 凝胶层析法的分离效果受分子量大小、凝胶孔径、洗脱液等因素的影响。
在本实验中，分子量较大的组分先流出，而分子量较小的组分后流出，与理论预期相符。
3. 凝胶层析柱中凝胶颗粒对分子量较小的组分吸附作用较强，导致其在凝胶层析柱中停留时间较长。
4. 实验过程中，凝胶层析柱的装填、洗脱液的选择、流速的控制等操作对实验结果有较大影响。
在实际操作中，应严格控制实验条件，以提高分离效果。
五、实验展望1. 在今后的实验中，可以尝试改变凝胶孔径、洗脱液等因素，进一步优化实验条件，提高分离效果。
2. 探索凝胶层析技术在生物、医药、化工等领域的应用，为相关领域的研究提供技术支持。
凝胶层析_实验报告
一、实验目的1. 了解凝胶层析的原理和操作方法。
2. 掌握凝胶层析分离混合物中不同组分的基本技能。
3. 分析实验结果，验证实验原理。
二、实验原理凝胶层析是一种基于分子筛效应的分离技术。
该技术利用凝胶的孔隙结构，使不同分子量的物质在凝胶柱中受到不同的阻滞作用，从而实现分离。
凝胶是一种具有多孔、网状结构的分子筛，分子量不同的物质通过凝胶柱的速度也不同。
在凝胶层析实验中，样品被注入凝胶柱，随着洗脱液的流动，不同分子量的物质会以不同的速度通过凝胶柱，从而实现分离。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：混合样品、葡聚糖凝胶、洗脱液（如蒸馏水、乙醇等）。
2. 实验仪器：凝胶层析柱、注射器、恒流泵、收集器、滤纸、烧杯等。
四、实验步骤1. 准备凝胶层析柱：将葡聚糖凝胶倒入层析柱，轻轻敲打柱底，使凝胶均匀分布。
2. 洗脱液平衡：将凝胶层析柱放入盛有洗脱液的烧杯中，使凝胶充分浸泡。
3. 样品制备：将混合样品与洗脱液按一定比例混合，制成样品溶液。
4. 注射样品：将样品溶液注入凝胶层析柱。
5. 收集分离组分：随着洗脱液的流动，不同分子量的物质会以不同的速度通过凝胶柱。
将收集器放置在凝胶柱下方，收集分离组分。
6. 分析实验结果：观察收集到的组分，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 分离效果：通过凝胶层析实验，成功分离出混合样品中的不同组分。
2. 分组情况：根据收集到的组分，分析其分子量大小，确定分离效果。
3. 实验原理验证：实验结果表明，凝胶层析能够有效分离混合物中的不同组分，验证了实验原理。
六、实验讨论1. 凝胶层析的原理：凝胶层析的原理是基于分子筛效应，通过凝胶的孔隙结构，使不同分子量的物质在凝胶柱中受到不同的阻滞作用，从而实现分离。
2. 影响分离效果的因素：实验过程中，洗脱液的种类、流速、凝胶的孔径等因素会影响分离效果。
在实验中，应严格控制这些因素，以确保分离效果。
3. 实验结果分析：通过分析实验结果，可以了解不同组分在混合样品中的含量和分子量大小，为后续研究提供数据支持。
生物制药：凝胶层析法
像Sephadex一样，商品聚丙烯酰胺为颗粒状的干 粉，它有十分明显形成块状并粘附在一起的倾向，在 溶剂中能自动溶胀成胶。
根据聚丙烯酰胺凝胶的溶胀性质和分离范围的不 同，可分成10种类型。各种类型均以英文字母P和阿 拉伯数字表示，从Bio-Gel P-2至Bio-Ge1 P-300。P 后面的阿拉伯数字乘以1000即相当于排阻限度（按球 蛋白或肽计算）。目前，美国Bio-Rad Laboratories 生产并出售多种规格的Bio-Gel P。
葡聚糖凝胶（G类）的规格
25
葡聚糖凝胶（G类）特点
1、孔径。 2、稳定性。 3、吸附作用。 4、芳香族化合物和杂环化合物。
26
性质与特点
1、Sephadex在水、盐、碱、弱酸以及有机溶 液中都比较稳定，可以多次重复使用。
2、稳定工作pH为2－10，强酸溶液和氧化剂 会使交联的糖苷键水解断裂。
3、在高温下稳定，可煮沸消毒，在100 °C下 40 min对凝胶的结构和性能都没有明显的影响。
如引入磺乙基（SE-Sephadex）、羧甲基（CM-Sephadex） 及二乙胺基乙基（DEAE-Sephadex A）等。葡聚糖凝胶离子交 换剂具有离子交换和分子筛双重作用。其结构多孔、疏松、非 特异性吸附很少，层析时流速易控制，特别适用于蛋白质、酶、 激素、多核苷酸等的分离纯化，以及生化制剂的除热原。
最后流出物质C，它分子量最小，其分子可 以自由进出凝胶颗粒， “全渗入”。流经 体积是外水体积与内水体积之和V0+Vi。
物质B分子量介于渗入限与排阻限之间，其
分子能够部分地进入凝胶颗粒中。 “部分
排阻”或“部分渗入”。流径体积Ve是全部 外水体积加上内水体积的一部分，即
Ve=V0+KdVi
凝胶色谱层析
凝胶色谱层析
凝胶色谱层析（Gel Chromatography）是一种常用的分离和分析
生物大分子的技术。
它基于不同分子的大小和形状差异，通过凝胶的
分子筛效应来实现分离。
凝胶色谱层析通常包括以下步骤：
1. 凝胶的选择：选择适当的凝胶，如琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶，根据待分离物质的大小和性质选择合适的凝胶孔径。
2. 柱子的制备：将凝胶填充到柱子中，确保凝胶均匀且无气泡。
3. 上样：将待分离的混合物加载到柱子的顶部。
4. 洗脱：使用适当的洗脱液，通常是缓冲液，将混合物通过柱子
进行洗脱。
大分子物质由于不能进入凝胶的孔径，会首先被洗脱出来，而小分子物质则会被凝胶保留较长时间。
5. 检测：在洗脱过程中，通过检测柱子出口处的洗脱液，可以监
测不同物质的洗脱时间和浓度。
6. 收集和分析：根据洗脱时间和检测结果，收集不同组分的洗脱液，并进行进一步的分析和鉴定。
凝胶色谱层析的优点包括分离效果好、操作简单、可重复性高，适用于分离和分析蛋白质、核酸、多糖等生物大分子。
它是生物化学、分子生物学和生物技术等领域中常用的分离和分析技术之一。
简述凝胶层析的原理及应用
简述凝胶层析的原理及应用1. 凝胶层析的原理凝胶层析（Gel chromatography）是一种基于分子大小差异进行分离的色谱技术。
其原理基于分子在凝胶基质中的不同扩散速率而进行分离。
凝胶层析主要通过凝胶柱或凝胶片来实现分离过程。
凝胶纤维（如琼脂糖、琼脂糖凝胶等）或凝胶颗粒（如聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖琼脂糖凝胶、硅凝胶等）通常用作凝胶基质。
这些基质形成了具有不同孔隙结构的凝胶层。
较大分子无法进入较小孔隙，因此会更快地通过凝胶层，而较小分子能进入较小孔隙，因而逗留在凝胶层中。
凝胶层析可以实现从混合溶液中富集或纯化特定分子，以提高样品的纯度，并对样品进行分离。
2. 凝胶层析的应用2.1 生物化学研究凝胶层析在生物化学研究中具有广泛的应用，包括：•蛋白质纯化：凝胶层析可在不破坏活性的情况下分离和纯化蛋白质。
根据蛋白质的分子量，可以选择合适的凝胶基质和层析缓冲液，使目标蛋白质迅速逗留在凝胶层中，从而实现纯化。
•蛋白质复杂与亚细胞结构的分析：凝胶层析可以用于分析复杂蛋白质混合物，如细胞提取物中的蛋白质组分。
通过层析分离，可以获得单个蛋白质，并对其进行进一步分析和研究。
•糖类和核酸纯化：凝胶层析也可以用于糖类和核酸的纯化和分析。
2.2 药物分析凝胶层析在药物分析中也有应用，包括以下方面：•药物纯化：凝胶层析可以用于从药物混合物中纯化目标活性成分，如从植物提取物中纯化药用成分。
•药代动力学研究：凝胶层析可以用于药物在生物体内的代谢动力学研究，通过监测不同时间点药物与其代谢产物的变化，可以了解药物在生物体中的代谢过程和消除速率。
2.3 环境监测在环境监测中，凝胶层析也起到重要作用，如：•环境污染物检测：凝胶层析可以通过分离和纯化样品中的有机污染物来进行环境污染监测。
•水质检测：凝胶层析可以用于监测水中的有机和无机成分，如重金属、溶解有机物等。
3. 结论凝胶层析是一种基于分子大小差异进行分离的色谱技术，其原理是利用分子在凝胶基质中的不同扩散速率进行分离。
凝胶层析的研究及其应用
凝胶层析的研究及其应用凝胶层析是一种常见的分离和纯化生物大分子的技术方法，广泛应用于生物化学、分子生物学、生物医学等领域。
本文将介绍凝胶层析的研究及其应用。
一、凝胶层析的原理和分类凝胶层析是利用凝胶作为分离介质，根据生物分子在凝胶中的分子大小、形状和电荷差异，通过毛细管效应和几何阻滞效应实现生物大分子的分离和纯化。
凝胶层析可分为凝胶过滤层析、凝胶吸附层析和凝胶电泳层析三种主要方法。
1.凝胶过滤层析：根据生物分子的大小和孔径大小的选择，将较大的生物分子滞留在凝胶中，而较小的生物分子则通过凝胶颗粒。
常用的凝胶过滤介质有琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等。
2.凝胶吸附层析：根据生物分子与凝胶吸附剂（如离子交换剂、亲和吸附剂）之间的亲和性差异，实现生物分子的分离纯化。
常用的凝胶吸附介质有离子交换凝胶、亲和性凝胶等。
3.凝胶电泳层析：根据生物分子的电荷差异，在电场作用下，通过凝胶孔隙内的离子迁移实现生物分子的分离。
常用的凝胶电泳介质有聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶等。
二、凝胶层析的研究进展凝胶层析技术的研究中涉及到凝胶材料的制备与改性、凝胶层析流程的优化和成像技术的发展等方面。
1.凝胶材料的制备与改性：为了提高凝胶分离效果，研究人员常对凝胶材料进行制备和改性。
如调控凝胶孔隙大小、凝胶表面的亲和性等。
同时，还探索了新型的凝胶材料，如纳米凝胶和水凝胶。
2.凝胶层析流程的优化：凝胶层析的分离效果受到多种因素的影响，包括凝胶浓度、缓冲液pH值、离子浓度和柱床尺寸等。
因此，优化凝胶层析流程能够提高分离效率和纯化效果。
3.成像技术的发展：凝胶层析结合成像技术能够实时观察分离过程中的分子分布，提供有关分子大小、形状和电荷的信息。
如蛋白质凝胶电泳的银染色、荧光标记和质谱等技术的应用。
三、凝胶层析的应用凝胶层析在生物化学、分子生物学和生物医学等领域广泛应用于分离和纯化生物大分子。
1.蛋白质纯化：凝胶层析可以根据蛋白质的大小、电荷和亲和性等特性进行分离。
凝胶层析概述
凝胶层析的基本操作
层析柱平衡
平衡溶液的流速应低于层析时需要的流速 注意凝胶的断层和气泡
操作压控制
平衡和洗脱时应维持流速恒定 恒定的操作压是恒流的先决条件
葡聚糖凝胶对碱比较稳定，在酸性环境中其糖苷键易水解 湿态的葡聚糖可加热到110℃，干的则能耐受120℃高温 Sephadex LH是羟丙基化的Sephadex，这类层析介质的流动相既 可使用缓冲水溶液，也可使用极性有机溶剂，因此适用于非水溶性溶 质的凝胶过滤
凝胶介质的基本性质
琼脂糖凝胶
琼脂糖凝胶是由琼脂中分离出来的天然凝胶，常见的有Sepharose （ Sepharose 2B、4B、6B，数字代表干胶的百分比 ）和Bio-Gel-A等 （Bio-Gel-A 0.5M、1.5M、5M、15M、50M、1Βιβλιοθήκη 0M，数字X106代表排 阻限度。
凝胶层析概述
凝胶层析的基本原理 凝胶介质的基本性质 凝胶介质的选用原则 凝胶层析的基本操作
凝胶层析的基本原理
凝胶层析是利用有一定孔径范围的多孔凝胶作为固定相，对混合 物中各组份按分子大小进行分离的层析技术，又称为分子筛
分子直径比凝胶最大孔隙直径大的，会被全部排阻在凝胶颗粒之 外，即全排阻；两种全排阻的分子即使大小不同，也不能分开；它们 下行速度快
凝胶层析的基本操作
进样体积
上柱样品溶液的体积根据分离要求来确定： 进行组别分离时，样品溶液最大可为柱体积的10% 进行分级分离时，样品溶液的体积要小，使样品层尽可能 窄，这样洗脱出的峰形好
聚丙烯酰胺凝胶是一种以丙烯酰胺为单位由甲叉双丙烯酰胺交联 而成的人工合成凝胶，控制交联剂的用量可制成各种型号的凝胶，交 联剂越多，孔隙越小。
凝胶过滤层析的原理
凝胶过滤层析的原理
凝胶过滤层析是用一定大小的凝胶柱作为分离介质，在固定相（吸附剂）和流动相之间加入适当的溶液，使两种组分通过柱时发生不同的作用而分离开来的一种分离方法。
凝胶是一种高分子聚合物，它具有多孔结构，大分子间可相互接触并可相互渗透，由于大分子间有氢键和离子键等相互作用，因此它们在溶液中很容易扩散。
大分子在流动相中是分散的，因此在流动相中它们很容易受到洗脱。
凝胶层析利用凝胶中所含的高分子聚合物（如蛋白质、多糖等）能吸附溶质分子而使其不能通过而在另一种溶液中析出的特性进行分离。
凝胶过滤层析是分离技术中最复杂、最难的方法之一，也是研究得最多、应用最广的方法之一。
蛋白质、多糖等大分子物质在流动相（如NaOH）中不能快
速通过大分子间的作用力而被吸附在柱上。
但当蛋白或多糖等大分子物质达到一定浓度时，大分子间的作用力就会减弱或消失，这时它就会通过柱，但这时由于上柱过程中水和溶质不能完全洗脱，所以就会有部分蛋白质或多糖留在柱上。
—— 1 —1 —。
凝胶层析的主要应用及原理
凝胶层析的主要应用及原理一、凝胶层析的定义和原理凝胶层析是一种基于凝胶状介质的层析技术，广泛应用于生物化学分离和纯化领域。
其原理是利用不同分子在凝胶介质中的分配和迁移速率差异，从而实现物质的分离和纯化。
凝胶层析的原理可以归结为两个主要过程：1.分配过程：样品中的分子与凝胶颗粒表面的活性基团发生相互作用，形成复合物。
不同分子与凝胶的相互作用强度不同，从而实现了不同分子的分离。
2.迁移过程：在凝胶层析过程中，通过在不同条件下改变凝胶的物理性质，如孔径大小、孔隙度等，分子在凝胶中的迁移速率也不同。
根据分子与凝胶之间的相互作用力的差异，从而实现了分子的进一步分离。
二、凝胶层析的主要应用凝胶层析在生物化学分离和纯化领域有着广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：1.蛋白质分离和纯化：凝胶层析是分离、纯化和分析蛋白质的常用技术之一。
通过选择适当的凝胶介质和条件，可以实现对复杂的蛋白质混合物进行高效的分离和纯化。
2.DNA/RNA分离和纯化：凝胶层析也被广泛用于DNA和RNA的分离和纯化。
通过选择合适的凝胶介质，可以根据DNA/RNA的大小和电荷特性进行分离。
3.生物分子相互作用研究：凝胶层析可以用于研究生物分子之间的相互作用，如蛋白质与蛋白质、蛋白质与DNA/RNA之间的相互作用。
通过调节凝胶介质和条件，可以实验性地研究相互作用的强度和特性。
4.药物分析和制备：凝胶层析在药物分析和制备中也有广泛的应用。
可以用于药物分子的分离、纯化和评估药物的含量和纯度。
三、凝胶层析的优点和局限性凝胶层析作为一种常用的分离和纯化技术，在生物化学领域具有以下优点：•分离效果好：凝胶层析可以根据分子的大小、形状、电荷等特性进行精确的分离和纯化。
•操作简便：相对于其他复杂的层析技术，凝胶层析操作相对简单，不需要特殊的设备和技术。
•适用范围广：凝胶层析可以应用于多种生物大分子的分离和纯化，具有广泛的适用范围。
然而，凝胶层析也存在一些局限性：•分离速度较慢：相对于一些其他快速分离技术，凝胶层析的分离速度较慢，需要较长的时间完成分离过程。
凝胶层析实验报告
凝胶层析实验报告凝胶层析是一种常用的分离和纯化生物大分子的方法。
其原理是根据分子在凝胶中的迁移速率不同进行分离，分子较大的迁移速率较慢，分子较小的迁移速率较快。
在凝胶层析实验中，通常会使用聚丙烯酰胺凝胶（Polyacrylamide gel）作为分离介质。
本次实验旨在利用凝胶层析方法对混合蛋白样本进行分离和纯化，并鉴定出目标蛋白。
实验中所使用的材料和试剂包括聚丙烯酰胺凝胶，电泳缓冲液、电泳标准品和混合蛋白样本。
首先，制备聚丙烯酰胺凝胶。
将凝胶原液与缓冲液按照体积比1：29混合，加入过氧化物的催化剂，充分混合后倒入凝胶模板中，等待凝胶固化。
凝胶固化后，将凝胶模板置于电泳槽内，并加入足够的电泳缓冲液。
将电泳样品加入凝胶孔中，加上电场进行电泳。
电泳结束后，取出凝胶进行染色。
常用的染色方法有共染和单染。
其中共染是将凝胶中的蛋白用染料染色，单染是将凝胶中的蛋白转移到膜上进行染色。
本次实验使用的是共染方法，将凝胶浸泡在染色液中，浸泡一段时间后取出，倒入脱色液中脱色。
脱色结束后，观察凝胶上的蛋白条带分布情况。
根据条带的位置和宽度，可以判断出目标蛋白的大致位置。
接下来，将目标蛋白从凝胶中提取出来。
可以使用切片取出目标蛋白，或者将凝胶孔中的目标蛋白剪下来。
提取的目标蛋白可以用于后续的分析和鉴定。
最后，对目标蛋白进行鉴定。
可以使用质谱法测定目标蛋白的分子量，也可以通过Western blotting等方法进行蛋白的特异性检测。
总结来说，凝胶层析实验是一种常用的分离和纯化生物大分子的方法。
通过对蛋白样本的分离和染色，可以得到目标蛋白的大致位置，并进一步进行鉴定和分析。
凝胶层析实验在生物学、生物化学和生物医学等领域中具有广泛的应用价值。
凝胶层析法的原理和应用
凝胶层析法的原理和应用1. 引言凝胶层析法是一种常用的生物分离技术，广泛应用于生物学、生化学、医学等领域。
本文将介绍凝胶层析法的原理和应用。
2. 凝胶层析法的原理凝胶层析法是一种基于分子大小的分离方法，利用凝胶材料的孔隙结构将不同大小的生物分子分离开来。
具体而言，凝胶层析法的原理如下：•在凝胶层析柱中，材料的孔隙大小可以调节。
较大的生物分子无法进入较小的孔隙，因而会在较大孔隙的区域保持，而较小的生物分子能够进入较小的孔隙并穿过凝胶层，•当溶液通过凝胶层时，较大的生物分子会快速沿凝胶层滞留，而较小的生物分子则会在凝胶层中迅速通过。
这样，不同大小的生物分子可以在凝胶层析柱中被分离开来。
3. 凝胶层析法的类型凝胶层析法可以根据凝胶材料的类型和物理性质进行分类。
根据凝胶材料的类型，凝胶层析法可以分为以下两种类型：3.1 多孔凝胶层析法多孔凝胶层析法是最常见的凝胶层析类型，常用的凝胶材料包括琼脂和聚丙烯酰胺凝胶。
多孔凝胶层析法适用于分离较大分子，如蛋白质、多聚体等。
3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种特殊的凝胶层析技术，它结合了凝胶层析和电泳的原理。
在这种方法中，聚丙烯酰胺凝胶被电离并产生电场，以促进生物分子的迁移。
这种方法广泛用于核酸分离和蛋白质分离。
4. 凝胶层析法的应用凝胶层析法在生物学、生化学、医学等领域中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用方向：4.1 蛋白质分离与纯化凝胶层析法可以用于蛋白质的分离和纯化。
利用多孔凝胶层析法，可以根据蛋白质的分子大小将其分离开来，从而实现纯化的目的。
4.2 核酸分离与分析聚丙烯酰胺凝胶电泳广泛用于核酸的分离与分析。
通过调节凝胶材料的孔隙大小和电泳条件，可以实现核酸片段的分离、鉴定和定量。
4.3 蛋白质-核酸相互作用研究对于研究蛋白质与核酸相互作用的研究，凝胶层析法也是常用的技术。
凝胶层析法可以用于鉴定和分析蛋白质与核酸之间的结合情况，从而揭示它们之间的相互作用机制。
层析凝胶法实验报告
1. 了解层析凝胶法的原理及其应用。
2. 掌握层析凝胶法的基本操作步骤。
3. 学习利用层析凝胶法分离混合物中的不同组分。
二、实验原理层析凝胶法，又称分子筛层析法，是一种利用凝胶作为固定相，根据分子大小不同进行分离的技术。
凝胶是一种具有多孔结构的物质，其孔径大小可以调节，从而实现对不同分子大小的分离。
在层析过程中，分子量较大的物质无法进入凝胶内部，只能沿凝胶颗粒间的缝隙流出；而分子量较小的物质可以进入凝胶内部，流速较慢，最后流出柱外。
通过这种差异，样品中的不同组分可以得到有效分离。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：混合物样品、葡聚糖凝胶、洗脱液、收集瓶等。
2. 实验仪器：层析柱、紫外-可见分光光度计、电子天平等。
四、实验步骤1. 准备凝胶：将葡聚糖凝胶用洗脱液浸泡，使其充分膨胀，然后装入层析柱中。
2. 样品制备：将混合物样品溶解于适量的洗脱液中，调整其浓度为1mg/mL。
3. 上样：将样品溶液缓慢加入层析柱中，使其均匀分布在凝胶表面。
4. 洗脱：用洗脱液冲洗层析柱，收集不同洗脱体积的洗脱液。
5. 分析：使用紫外-可见分光光度计测定不同洗脱体积的洗脱液吸光度，确定各组分的洗脱时间。
6. 收集：将不同洗脱时间的洗脱液收集于不同试管中，进行后续分析。
五、实验结果与分析1. 通过紫外-可见分光光度计测定不同洗脱体积的洗脱液吸光度，绘制洗脱曲线。
2. 根据洗脱曲线，确定各组分的洗脱时间。
3. 对收集的洗脱液进行后续分析，如质谱、核磁共振等，确定各组分的成分。
1. 层析凝胶法是一种有效分离混合物中不同组分的技术。
2. 通过调节凝胶的孔径大小，可以实现不同分子大小的分离。
3. 本实验成功分离了混合物中的不同组分，为后续分析提供了基础。
七、实验讨论1. 层析凝胶法的分离效果受多种因素影响，如凝胶的孔径大小、洗脱液的流速等。
在实际操作中，需要根据样品特性和实验目的选择合适的实验条件。
2. 层析凝胶法适用于分离分子量较大的物质，对于分子量较小的物质，可能需要采用其他分离方法。
凝胶柱层析实验报告
1. 理解凝胶柱层析的基本原理和操作步骤。
2. 掌握凝胶柱层析在分离和纯化生物大分子中的应用。
3. 分析实验结果，验证实验原理。
二、实验原理凝胶柱层析是一种常用的分离技术，主要用于分离分子量不同的生物大分子。
其原理是利用凝胶的分子筛效应，将混合物中的大分子、中分子和小分子进行分离。
凝胶是一种具有三维网状结构的物质，其孔径大小不同，大分子无法进入孔径较小的凝胶颗粒，而小分子则可以自由进出。
在实验中，样品溶液通过凝胶柱，不同分子量的物质将在凝胶柱中形成不同的洗脱峰，从而实现分离。
三、实验材料与仪器1. 材料：蛋白质样品、标准分子量蛋白质、凝胶柱、洗脱液、缓冲液等。
2. 仪器：凝胶柱层析仪、离心管、移液器、微量注射器、凝胶柱等。
四、实验步骤1. 准备凝胶柱：将凝胶柱垂直固定在凝胶柱层析仪上，用缓冲液平衡凝胶柱，使其达到稳定的操作状态。
2. 样品制备：将蛋白质样品与缓冲液混合，用移液器取适量样品加入凝胶柱。
3. 洗脱：用洗脱液缓慢洗脱凝胶柱，收集不同洗脱峰的样品。
4. 样品分析：将收集到的洗脱峰样品进行SDS-PAGE电泳分析，观察蛋白质分子量的变化。
五、实验结果与分析1. 凝胶柱层析分离结果：通过凝胶柱层析实验，成功地将蛋白质样品中的大分子、中分子和小分子分离。
洗脱峰1主要包含大分子蛋白质，洗脱峰2主要包含中分子蛋白质，洗脱峰3主要包含小分子蛋白质。
2. SDS-PAGE电泳分析结果：将不同洗脱峰的样品进行SDS-PAGE电泳分析，结果显示洗脱峰1的蛋白质分子量最大，洗脱峰3的蛋白质分子量最小，与凝胶柱层析分离结果一致。
1. 凝胶柱层析是一种有效的分离技术，可以用于分离分子量不同的生物大分子。
2. 通过凝胶柱层析实验，成功地将蛋白质样品中的大分子、中分子和小分子分离，并验证了实验原理。
3. 实验结果表明，凝胶柱层析与SDS-PAGE电泳分析相结合，可以实现对蛋白质分子量的准确测定。
七、实验注意事项1. 在进行凝胶柱层析实验时，应注意凝胶柱的平衡和操作状态，以保证实验结果的准确性。
凝胶层析简介
凝胶层析凝胶层析，又称为凝胶过滤、分子排阻层析或分子筛层析。
是以各种凝胶为固定相，利用流动相中所含各物质的相对分子质量不同而达到物质分离的一种层析技术。
其设备简单，操作方便，不需要再生处理即可反复使用，适用于不同相对分子质量的各种物质的分离，已广泛地用于生物化学、生物工程和工业、医药等领域。
一、基本原理当含有各种组分的样品流经凝胶层析柱时，大分子物质由于分子直径大，不易进入凝胶颗粒的微孔，沿凝胶颗粒的间隙以较快的速度流过凝胶柱。
而小分子物质能够进入凝胶颗粒的微孔中，向下移动的速度较慢，从而使样品中各组分按相对分子质量从大到小的顺序先后流出层析柱，而达到分离的目的。
样品中各组分的流出顺序，可用分配系统Ka来量度：Ka=(Ve-V o)/V i式中Ve：为洗脱体积(elution volume)，表示某一组分从层析柱洗出到最高峰出现时，所需的洗脱液体积；V o：外体积(outer volume)，为层析柱内凝胶颗粒之间空隙的体积；Vi：内体积(inner volume)，为层析柱内凝胶颗粒内部微孔的体积。
当某组分的Ka=0时(即Ve=V o)，说明该组分完全不进入凝胶颗粒微孔，洗脱时最先流出；若某组分的Ka=1(即Ve=V o+Vi)时，说明该组分可自由地扩散进入凝胶颗粒内部的微孔中，洗脱时，最后流出；Ka在0-1之间的组分，洗脱时Ka值小的先流出，Ka值大的后流出。
在一般情况下，凝胶对组分没有吸附作用。
当洗脱液的体积等于V o+Vi时，所有组分都应该被洗脱出来，即Ka的最大值为1。
然而在某种情况下Ka值会大于1。
这种反常现象说明这一层析过程不是单纯的凝胶层析，其中可能还夹杂有吸附或离子交换等过程。
对于同一类型的化合物而言，组分的洗脱体积Ve与相对分子质量(Mr)的关系可用下式表示：Ve=K1- K2lgMr式中K1，K2为常数。
若以组分的洗脱体积(Ve)对组分相对分子质量的对数(lgMr)作图，可得一曲线，其中主要部分成直线关系。
凝胶层析综述
凝胶层析凝胶层析又称分子排阻层析或凝胶过滤，是以被分离物质的分子量差异为基础的一种层析分离技术，这一技术为纯化蛋白质等生物大分子提供了一种非常温和的分离方法。
层析的固定相载体是凝胶颗粒，目前应用较广的是：具有各种孔径范围的葡聚糖凝胶（Sephadex）和琼脂糖凝胶（Sepharose）。
葡聚糖凝胶是由直链的葡聚糖分子和交联剂3—氯1，2—环氧丙烷交联而成的具有多孔网状结构的高分子化合物。
凝胶颗粒中网孔的大小可通过调节葡聚糖和交联剂的比例来控制，交联度越大，网孔结构越紧密；交联度越小，网孔结构就越疏松，网孔的大小决定了被分离物质能够自由出入凝胶内部的分子量范围。
可分离的分子量范围从几百到几十万不等。
葡聚糖凝胶层析，是使待分离物质通过葡聚糖凝胶层析柱，各个组分由于分子量不相同，在凝胶柱上受到的阻滞作用不同，而在层析柱中以不同的速度移动。
分子量大于允许进入凝胶网孔范围的物质完全被凝胶排阻，不能进入凝胶颗粒内部，阻滞作用小，随着溶剂在凝胶颗粒之间流动，因此流程短，而先流出层析柱；分子量小的物质可完全进入凝胶颗粒的网孔内，阻滞作用大，流程延长，而最后从层析柱中流出。
若被分离物的分子量介于完全排阻和完全进入网孔物质的分子量之间，则在两者之间从柱中流出，由此就可以达到分离目的。
制备：Sephadex G200是分子筛填料（sephadex G-200葡聚糖凝胶G-200 分离范围5000-600000 适用于蛋白分离纯化、分子量测定、平衡常数测定），上柱时只要恒定的流速，不用洗脱的，根据多糖的大小，出峰顺序不一样的，减少上样量、降低流速、增加高径比都能提高分辨率（如果从制备的角度，还要综合考虑分辨率和制备能力capacity ，必要时候需要牺牲一定的分辨率，在过载条件下操作。
例如，流速就不是越低越好。
）在制备时，确实应该综合考虑resolution和capacity，如果两者不能很好协调的时候，应该牺牲的是capacity，而不是resolution。
医学检验凝胶层析终稿
【目的】
掌握凝胶层析的基本原理 学习利用凝胶层析法分离纯化蛋白 质的实验技能
【原理】
一、基本原理： 凝胶层析也称分子筛层析、排阻层析。是利
用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，根据被分 离物质的分子大小不同来进行分离的技术。
凝胶过滤层析
凝胶层析是按照 蛋白质分子量大小进 行分离的技术，又称 之凝胶过滤、分子筛 层析或排阻层析。
单个凝胶珠本身 象“筛子”。不同类 型凝胶的筛孔的大小 不同。
带网孔的 葡聚糖珠 小分子进入 葡聚糖珠内
大分子不 能进入珠 内，经珠 之间缝隙 流出
凝胶过滤层析过程示意图
凝胶 凝胶基质 珠
小分子 大分子
凝胶过滤层析过程示意图
相对分子质量较大的物质由于直径大于凝胶网孔被完全排阻 在孔外，只能在凝胶颗粒外的空间向下流动，因此流程较 短，移动速度快；所以首先流出。
• 请问: • 选择哪一种凝胶作为纯化LDL的介质?
血浆脂蛋白的分类、性质及组成
三. 凝胶层析常用术语
• 1. 保留值（Retention Value）是表示样品 中各组分在层析柱中停留时间的长短。或 组分流出时所需流动相体积的多少。它用 来描述层析峰在层析图上的位置。
A保留值tR1ˊ=tR1-tm B保留值tR2ˊ=tR2-tm
此线和上述连线交于3处。从3到峰谷的距离为f， 从3到基线距离为g，•Rs＝f/g•若Rs=l，则组分完全分离
•
Rs＜l，则组分部分分离
•
Rs→0，组分不能分离，或分离极差
4. 柱效
• 某一组分随流动相经过一定距离后，流动相中某 组分的平均浓度与固定相的平均浓度达到分配平 衡，完成这一平衡所需要的层析柱的柱长称为板
凝胶层析的原理是什么
凝胶层析的原理是什么凝胶层析是一种分离和纯化生物大分子的方法，它利用了生物大分子在凝胶中的迁移速度差异来实现分离的目的。
凝胶层析的原理主要包括凝胶的选择、凝胶的制备、样品的加载和电泳条件的选择。
首先，凝胶的选择是凝胶层析方法的关键。
凝胶通常分为聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶两种。
聚丙烯酰胺凝胶适用于分离较小的生物大分子，如蛋白质和核酸，而琼脂糖凝胶适用于分离较大的生物大分子，如蛋白质复合物和细胞器。
其次，凝胶的制备对凝胶层析的分离效果也有重要影响。
凝胶的制备需要考虑凝胶的浓度、孔隙大小和凝胶的稳定性。
通常情况下，凝胶的浓度越高，孔隙越小，分离效果越好，但迁移速度越慢。
因此，需要根据样品的大小和分离的需求来选择合适的凝胶浓度和孔隙大小。
接着，样品的加载也是影响凝胶层析分离效果的重要因素。
样品的加载需要均匀地加载在凝胶的起始位置，避免样品在加载过程中产生扩散。
此外，还需要注意加载量的控制，过多或过少的加载量都会影响分离的效果。
最后，电泳条件的选择也是影响凝胶层析分离效果的关键因素。
电泳条件包括电场强度、电泳时间和电解质浓度等。
合适的电场强度和电泳时间可以使样品在凝胶中迁移到合适的位置，而合适的电解质浓度可以维持凝胶的稳定性和样品的电泳迁移。
总之，凝胶层析的原理是利用凝胶中生物大分子的迁移速度差异来实现分离和纯化的方法。
通过选择合适的凝胶、制备优质的凝胶、均匀地加载样品和选择合适的电泳条件，可以实现高效的凝胶层析分离。
这种方法在生物大分子的研究和应用中具有重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
凝胶层析技术的研究及应用
本文综述了凝胶层析的原理及其相关的参数和类型，以及在实际操作过程中的注意事项。
并讲述了凝胶层析的一般应用。
凝胶层析 ( gel chromatography ) 又称为凝胶排阻层析、分子筛层析、凝胶过滤的等。
它是以多孔性凝胶填料为固定相，按分子大小顺序分离样品中各个组分的液相色谱方法。
1959年，Porath和Flodin首次用一种多孔聚合物—交联葡聚糖凝胶作为柱填料，分离水溶液中不同分子量的样品，称为凝胶过滤。
1964 年，Moore 制备了具有不同孔径的交联聚苯乙烯凝胶，能够进行有机溶剂中的分离，称为凝胶渗透层析(流动相为有机溶剂) 。
随后这一技术得到不断的完善和发展，目前广泛的应用于生物化学、高分子化学等很多领域。
1 、凝胶层析原理、
凝胶层析是依据分子大小这一物理性质进行分离纯化的。
凝胶层析的固定相是惰性的珠状凝胶颗粒，凝胶颗粒的内部具有立体网状结构，形成很多孔穴。
当含有不同分子大小的组分的样品进入凝胶层析柱后，各个组分就向固定相的孔穴内扩散，组分的扩散程度取决于孔穴的大小和组分分子大小。
比孔穴孔径大的分子不能扩散到孔穴内部，完全被排阻在孔外，只能在凝胶颗粒外的空间随流动相向下流动，经历的流程短，流动速度快，先流出；而较小的分子可以完全渗透进入凝胶颗粒内部，经历的流程长，流动速度慢，最后流出；分子大小介于二者之间的分子在流动中部分渗透，渗透的程度取决于它们分子的大小，所以它们流出的时间介于二者之间，分子越大的组分越先流出，分子越小的组分越后流出。
这样样品经过凝胶
层析后，各个组分便按分子从大到小的顺序依次流出，从而达到了分离的目的。
2、凝胶层析相关系数、
2.1外水体积、内水体积、基质体积、柱床体积、洗脱体积外水体积是指凝胶柱中凝胶颗粒周围空间的体积，也就是凝胶颗粒间液体流动相的体积。
内水体积是指凝胶颗粒中孔穴的体积，凝胶层析中固定相体积就是指内水体积。
基质体积是指凝胶颗粒实际骨架体积。
而柱床体积就是指凝胶柱所能容纳的总体积。
洗脱体积是指将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液的体积。
2.2分配系数分配系数是指某个组分在固定相和流动相中的浓度比。
对于凝胶层析，分配系数实质上表示某个组分在内水体积和在外水体积中的浓度分配关系。
2.3排阻极限排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量。
所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部，直接从凝胶颗粒外流出，它们同时被最先洗脱出来。
排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。
2.4分级分离范围分级分离范围表示一种凝胶适用的分离范围，对于分子量在这个范围内的分子，用这种凝胶可以得到较好的线性分离。
例如Sephadex
G-75 对球形蛋白的分级分离范围为3,000 －70,000 ，它表示分子量在这个范围内的球形蛋白可以通过Sephadex G-75 得到较好的分离。
应注意，对于同一型号的凝胶，球形蛋白与线形蛋白的分级分离范围是不同的。
2.5吸水率和床体积吸水率是指1g 干的凝胶吸收水的体积或者重量，但它不包括颗粒间吸附的水份。
所以它不能表示凝胶装柱后的体积。
而床体积是指1g 干的凝胶吸水后的最终体积。
2.6凝胶颗粒大小层析用的凝胶一般都成球形，颗粒的大小通常以目数
(mesh)或者颗粒直径(m)来表示。
颗粒大，流速快，但分离效果差；颗
粒小，分离效果较好，但流速慢。
3、凝胶的类型、凝胶的种类很多，常用的凝胶主要有葡聚糖凝胶
( dextran ) 、聚丙烯酰胺凝胶 ( polyacrylamide ) 、琼脂糖凝胶( agarose ) 以及聚丙烯酰胺和琼脂糖之间的交联物。
另外还有多孔玻璃珠、多孔硅胶、聚苯乙烯凝胶等等。
3.1葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶是指由天然高分子－葡聚糖与其它交联剂交联而成的凝胶。
3.2.聚丙烯酰胺凝胶聚丙烯酰胺凝胶是丙烯酰胺( acrylamide )与甲叉双丙烯酰胺交联而成。
改变丙烯酰胺的浓度，就可以得到不同交联度的产物。
3.3.琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶琼脂糖是从琼脂中分离出来的天然线性多糖，它是琼脂去掉其中带电荷的琼脂胶得到的。
琼脂糖是由D －半乳糖和3,6 －脱水半乳糖交替构成的多糖链。
它在100 C 时呈液态，当温度降至45 °C 以下时，多
糖链以氢键方式相互连接形成双链单环的琼脂糖，经凝聚即成为束状的琼脂糖凝胶
3.4 聚丙烯酰胺和琼脂糖交联凝胶这类凝胶是由交联的聚丙烯酰胺和嵌入凝胶内部的琼脂糖组成。
有较高分辨率，又有较高的机械稳定性，可以使用较高的洗脱速度
3.5多孔硅胶、多孔玻璃珠多孔硅胶、104塔板X多孔硅胶和多孔玻璃珠都属于无机凝胶。
顾名思义，它们就是将硅胶或玻璃制成具有一定直径的网孔状结构的球形颗粒。
4、实际操作时注意事项、
4.1装柱时要注意凝胶的流速，不宜过快，同时要保证凝胶能充分的沉淀且分布的比
较均匀。
4.2凝胶溶胀所用的溶液应与洗脱用的溶液相同，否则由于更换溶剂，凝胶体积会发生变化而影响分离效果。
4.3样品的浓度和加样量的多少。
是影响分离效果的重要因素。
样品浓度应适当大，但大分子物质的浓度大时，溶液的黏度也随之变大，会影响分离效果，要兼顾浓度与黏度两方面。
加样量和加样体积越少分离效果越好，加样量一般为柱床体积的1 %-
2% ，制备用量一般为柱床体积的20%-30% 。
5、凝胶的应用、
5.1 生物大分子的纯化凝胶层析是依据分子量的不同来进行分离的，由于它的这一分离特性，以及它具有简单、方便、不改变样品生物学活性等优点，使得凝胶层析成为分离纯化生物大分子的一种重要手段，例如对于不同聚合程度的多聚体的分离等。
5.2分子量测定在一定的范围内，各个组分的Kav 以及Ve 与其分子量的对数成线性关系。
通过对已知分子量的标准物质进行洗脱，作出Ve 或Kav 对分子量对数的标准曲线，在相同的条件下测定未知物的Ve 或Kav ，通过标准曲线即可求出其分子量。
凝胶层析测定分子量操作比较简单，所需样品量也较少，是一种初步测定蛋白分子量的有效方法。
但其测量结果的准确性却受很多因素影响。
5.3脱盐及去除小分子杂质利用凝胶层析进行脱盐及去除小分子杂质是一种简便、有效、快速的方法，它比一般用透析的方法脱盐要快得多，而且一般不会造成样品较大的稀释，生物分子不易变性。
5.4去热源物质热源物质是指微生物产生的某些多糖蛋白复合物等使人体发热的物质。
它们是一类分子量很大的物质，所以可以利用凝胶层析的排阻效应将这些大分子热源
物质与其它相对分子量较小的物质分开。
例如对于去除水、氨基酸、一些注射液中的热源物质，凝胶层析是一种简单而有效的方法。
5.5溶液的浓缩利用凝胶颗粒的吸水性可以对大分子样品溶液进行浓缩。
参考文献：
[1] 严希康. 生化分离技术[M] ．上海：华东理工大学出版社，1996.49-54
[3]李建武等编. 生物化学实验原理和方法[M]. 北京大学出版社．1994
[4]刘国诠．生物工程下游技术[M] ．北京．化学工业出版社．2003
[5]孙彦．生物分离工程[M] ．北京．化学工业出版社．2005
【6】白颖, 李建伟. 凝胶色谱法测定高聚物的平均分子量及分子量分布[J].
塑料科技, 2007,(04)
[2] 赵永芳．生物化学技术原理及其应用[M] ．2 版，武汉：武汉大学出版社，1994：113—146．。