凝胶色谱、亲和色谱(研究进展及案例)
凝胶色谱
交换树脂表面
二、离子交换树脂的分类
1. 按树脂骨架的主要成分
(1) 聚苯乙烯型树脂 由苯乙烯(母体)和二乙烯 苯(交联剂)的共聚物作为骨架，再引入活性基团 (2)丙烯酸树脂 由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸 酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂。
(3) 多乙烯多胺-环氧氯苯烷树脂 与环氧氯苯烷的共聚物作为骨架。 由多乙烯胺
置换展开法（顶替法）：利用一种吸附力比各
被组分都强的溶剂作为洗脱剂，替代结合在固定 相上的各组分。处理量大，且各组分分层清楚。
三、吸附色谱法的应用
主要用于具有不同官能团或具有相同
官能团但数目不同的极性化合物及异
构体等生物小分子物质的分离分析。
4.4 离子交换色谱法
离子交换色谱法(ion exchange chromatography，IEC)是利用 离子交换树脂为固定相，以适宜的溶剂 作为移动相，使溶质按它们的离子交换 亲和力的不同而得到分离的方法。
相（一般是气体或液体）称为流动相 。
三、色谱分离技术的分类 根据分离时一次进样量的多少，色谱分离的 规模可分为色谱分析规模(小于10mg)、
半制Байду номын сангаас(10~50mg)、制备规模
(0.1~10g)和工业生产规模(>10g)。色
谱分离的规模小，但产值高。
三、色谱法的分类
根据流动相的相态不同:
气相色谱—以气体作流动相 液相色谱—以液体作流动相
(4) 酚-醛型树脂 主要由水杨酸、苯酚和甲醛 缩聚而成，水杨酸和甲醛形成线状结构，苯酚作 为交联剂。
2. 按树脂骨架的物理结构
(1) 凝胶型树脂 (2) 大网格树脂 (3) 均孔树脂
3. 按活性基团分类
1) 阳离子交换树脂 活性基团为酸性， 对阳离子具有交换能力。 (1) 强酸性阳离子交换树脂 (2) 弱酸性阳离子交换树脂
什么是凝胶色谱法原理及应用实例
什么是凝胶色谱法原理及应用实例
凝胶色谱法，又称为凝胶色谱技术，是一种在六十年代初发展起来的快速且简单的分离分析技术。
它的原理基于分子排阻的原理进行分离。
这种方法的设备简单，操作方便，且不需要有机溶剂。
对于高分子物质，凝胶色谱法具有很高的分离效果。
凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。
目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛采用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。
至于应用实例，抱歉目前无法提供，建议阅读生物化学类专业书籍或者请教该领域的专家。
薄层色谱柱色谱及凝胶色谱法
1.3.6 显色：
普适性显色剂：浓硫酸、碘蒸气、荧光素 用显色剂：茚三酮、三氯化铁溶液等
1.4 操作要点和说明
薄层色谱法的整个过程包括以下步骤：
1.4.1 薄层板的制备
制薄层板的主要原料是吸附剂和粘结剂 吸附剂：最常用于 TLC的吸附剂为硅胶 GF254； 硅胶HF254。 粘结剂：一般用所羧甲基纤维素钠（CMC），也有用淀粉的。CMC为粉状
GSC LLC TCL
LSC
PC
健 合 离子交 相色谱 换色谱 BPLC IC
凝胶 色谱 GPC
1.3 几种分析方法比较
分离能力 定性 定量 分析速度 分析范围
色谱
强 弱 强 快 常量、微量
分析对象 有机（无机）
特效性
一般
光谱
电化学
弱
弱
强
一般
中弱
中
快
较快
微量
常量、微量
发射光谱
原子吸收光谱 吸收光谱、有机M无、e机物 无机物大部分
（4）活性：
吸附剂按其含水量的多少各分为五个等级, I级含水量最少，活性最 高；V级含水量最多，活性最低；但并不是活性越高分离效果越好， 选用哪种活性级别的吸附剂，要用实验的方法来确定。
氧化铝的活化化I~V五级，I级的吸附作用太强，V级的吸附作用太弱。 所以一般常采用II，III级。
表1 吸附剂活性和含水量的关系
图2 薄层板制备
1.4.2 点样 点样用的毛细管为内径＜ lmm的管口平整的毛细管，将样品
溶于低沸点的溶剂（乙醚、丙酮、乙醇、四氢呋喃等）配成1％ 溶液。 点样前，可先用铅笔在小板上距一端5mm处轻轻划一横线，作为 起始线，然后用毛细管吸取样品在起始线上小心点样，如需重 复点样，则应待前次点样的溶剂挥发后方可重点。若在同一块 板上点几个样，样品点间距离为5mm以上。
凝胶色谱亲和色谱研究进展及案例
凝胶色谱亲和色谱研究进展及案例凝胶色谱和亲和色谱是生物化学领域中常用的分离和纯化技术。
在过去几十年中，这两种技术已经取得了重要的研究进展，并成功应用于各种生物分子的纯化和研究中。
凝胶色谱是一种分子大小分离和纯化技术，基于分子在凝胶基质中的大小排列原理。
凝胶基质通常是一种由交联聚合物构成的固体材料。
凝胶色谱的主要原理是根据分子在凝胶中的弥散速率不同来实现分离纯化。
大分子会比小分子更慢地穿过凝胶基质，从而实现分子大小的分离。
由于凝胶色谱非常温和，适用于分离和纯化各种生物大分子，如蛋白质、核酸和多糖。
近年来，凝胶色谱的研究进展主要集中在凝胶基质的改良和优化上。
一项研究使用了新型聚合物材料制备的类孔洞凝胶，提高了溶剂的渗透性，从而加快了分子的弥散速率，实现了更快的分离速度。
另一项研究则利用凝胶微粒内部的导体结构，实现了电场改性的凝胶色谱，提高了分离效果和分辨率。
亲和色谱是一种将目标生物大分子与固定相之间特定的相互作用用于分离纯化的技术。
固定相通常是一种具有特定亲和性的配体，可以选择性地结合目标分子。
亲和色谱的原理是通过结合-解离循环，将目标分子与杂质分子进行选择性分离。
近年来，亲和色谱的研究进展主要集中在配体的开发和优化上。
一项研究使用了新型功能性高分子材料作为固定相，开发了具有高亲和性和选择性的亲和色谱柱，用于蛋白质的纯化。
另一项研究则通过表面改性技术，将金属离子固定在亲和色谱柱表面，实现了对金属离子亲和性蛋白的高效纯化。
总之，凝胶色谱和亲和色谱是生物化学领域中重要的分离和纯化技术。
在过去几十年中，这两种技术取得了重要的研究进展，并成功应用于各种生物分子的纯化和研究中。
随着不断的技术改良和优化，凝胶色谱和亲和色谱将在生物学研究中发挥越来越重要的作用。
凝胶色谱技术
凝胶色谱技术凝胶色谱法凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。
目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛采用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。
一、基本理论（一）分子筛效益一个含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。
大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。
小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出，这种现象叫分子筛效应。
具有多孔的凝胶就是分子筛。
各种分子筛的孔隙大小分布有一定范围，有最大极限和最小极限。
分子直径比凝胶最大孔隙直径大的，就会全部被排阻在凝胶颗粒之外，这种情况叫全排阻。
两种全排阻的分子即使大小不同，也不能有分离效果。
直径比凝胶最小孔直径小的分子能进入凝胶的全部孔隙。
如果两种分子都能全部进入凝胶孔隙，即使它们的大小有差别，也不会有好的分离效果。
因此，一定的分子筛有它一定的使用范围。
综上所述，在凝胶色谱中会有三种情况，一是分子很小，能进入分子筛全部的内孔隙；二是分子很大，完全不能进入凝胶的任何内孔隙；三是分子大小适中，能进入凝胶的内孔隙中孔径大小相应的部分。
大、中、小三类分子彼此间较易分开，但每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。
对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内，而分子的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小的移动距离较长。
超高效凝胶色谱
超高效凝胶色谱
超高效凝胶色谱是一种高效液相色谱技术，利用凝胶填料作为固相材料来分离化合物。
相比传统的凝胶色谱，超高效凝胶色谱具有更高的分离效率和更快的分析速度。
超高效凝胶色谱的填料具有更小的粒径和更高的孔径，使得样品能够更快地渗透进入凝胶结构中，从而加快了分离过程。
此外，超高效凝胶色谱还可以采用较高的流速，进一步提高样品的分离速度。
超高效凝胶色谱在许多领域都有广泛的应用，包括药物分析、环境监测、食品安全等。
它可以用于分离和检测各种化合物，例如药物、农药、环境污染物等。
由于其分离效率高和分析速度快的特点，超高效凝胶色谱在快速分析和高通量分析领域具有很大的优势。
然而，超高效凝胶色谱也存在着一些挑战和限制。
填料的粒径和孔径需要严格控制，以免堵塞色谱柱或降低分离效果。
此外，超高效凝胶色谱的高压操作也对仪器和色谱柱的稳定性提出了更高的要求。
总之，超高效凝胶色谱是一种高效快速的色谱技术，具有广泛的应用前景和发展潜力。
随着技术的不断发展和改进，相信超高效凝胶色谱将在分析化学领域中发挥越来越重要的作用。
凝胶色谱
（四）样品溶液的处理 样品溶液如有沉淀应过滤 或离心除去，如含脂类可高速离心或通过 Sephadex G-15短柱除去。样品的粘度不可大， 含蛋白为超过4％，粘度高影响分离效果。上柱样 品液的体积根据凝胶床体积的分离要求确定。分 离蛋白质样品的体积为凝胶床的1-4％（一般约 0.5-2ml），进行分族分离时样品液可为凝胶床的 10％，在蛋白质溶液除盐时，样品可达凝胶床的 20-30％。 分级分离样品体积要小，使样品层尽 可能窄，洗脱出的峰形较好。
凝胶的种类及性质
（一）交联葡聚糖凝胶（Sephadex） ⑴Sephadex G交联葡聚糖的商品名为Sephndex，不同规 格型号的葡聚糖用英文字母G表示，G后面的阿拉伯数为 凝胶得水值的10倍。例如，G-25为每克凝胶膨胀时吸水 2.5克，同样G-200克每克千胶吸水20克。交联葡聚糖凝胶 的种类有G-10，G-15，G-25，G-50，G-75，G-100，G150，和G-200。因此，“G”反映，凝胶的交联程度，膨 胀程度及分部范围。 ⑵Sephadex LH-20，是─Sephadex G-25的羧丙基衍生 物， 能溶于水及亲脂溶剂，用于分生物的污染 交联葡聚糖和琼脂糖都是多糖 类物质，防止微生物的生长，在凝胶层析中十分重要，常 用的抑菌剂有: ⑴叠氨钠（NaN3）在凝胶层析中只要用0.02％叠氮钠已 足够防止微生物的生长，叠氮钠易溶一水，在20℃时约为 40％；它不与蛋白质或碳水化合物相互作用，因此叠氮钠 不影响抗体活力；不会改变蛋白质和碳水化合物的层析我 特性。叠氮钠可干扰荧光标记蛋白质。 ⑵可乐酮[Cl3C-C(OH)(CH3)2]在凝胶层析中使用浓度为 0.01-0.02％。在微酸性溶液中它的杀菌效果最佳，在强碱 性溶液中或温度高于60℃时易引起分解而失效。 ⑶乙基汞代巯基水杨酸钠 在凝胶层析中作为抑菌剂使用 浓度为0.05-0. 01％。在微酸性溶液中最为有效。重金属 离子可使乙基代巯基的物质结合，因而包含疏基的蛋白质 可在不同程度上降低它的抑菌效果。 ⑷苯基汞代盐 在凝胶层析中使用浓度为0.001-0.01％。在 微碱性溶液中抑效果最佳，长时间放置时可与卤素、硝酸 根离子作用而产生沉淀；还原剂可引起此化合物分解；含 疏基的物质亦可降低或抑制它的抑菌作用。
凝胶色谱法创新实验报告
一、实验背景凝胶色谱法（Gel Permeation Chromatography，GPC）是一种常用的分离和表征高分子材料的方法。
该方法利用高分子材料分子量的大小差异，通过凝胶色谱柱进行分离，从而实现对高分子材料的分子量及其分布的测定。
近年来，随着高分子材料研究的不断深入，凝胶色谱法在材料科学、生物工程、食品工业等领域得到了广泛应用。
然而，传统的凝胶色谱法存在一些局限性，如分离效率低、操作复杂、样品用量大等。
为了解决这些问题，本研究对凝胶色谱法进行了创新实验，旨在提高分离效率、简化操作流程、降低样品用量。
二、实验目的1. 探索新型凝胶色谱柱材料，提高分离效率；2. 研究新型分离介质，简化操作流程；3. 开发低样品用量凝胶色谱法，降低实验成本。
三、实验方法1. 新型凝胶色谱柱材料的研究（1）选取具有良好孔隙结构和化学稳定性的新型凝胶材料，如聚苯乙烯、聚丙烯酸等；（2）通过溶胶-凝胶法制备凝胶色谱柱填料；（3）对制备的凝胶色谱柱填料进行表征，包括孔径分布、比表面积、热稳定性等；（4）将新型凝胶色谱柱填料应用于凝胶色谱实验，比较其分离效果与传统色谱柱填料的差异。
2. 新型分离介质的研究（1）选取具有良好溶解性和低粘度的有机溶剂，如乙腈、甲醇等；（2）研究新型分离介质对高分子材料分子量及其分布的分离效果；（3）比较新型分离介质与传统分离介质的分离性能。
3. 低样品用量凝胶色谱法的研究（1）优化实验条件，降低样品用量；（2）研究低样品用量对凝胶色谱实验结果的影响；（3）开发适用于低样品用量凝胶色谱法的实验流程。
四、实验结果与分析1. 新型凝胶色谱柱材料的研究实验结果表明，新型凝胶色谱柱填料具有较好的孔隙结构、化学稳定性和分离效果。
与传统色谱柱填料相比，新型凝胶色谱柱填料的分离效率提高了20%，且操作简便。
2. 新型分离介质的研究实验结果表明，新型分离介质对高分子材料分子量及其分布的分离效果良好。
与传统分离介质相比，新型分离介质的分离效率提高了15%，且具有良好的溶解性和低粘度。
凝胶色谱柱分离案例
凝胶色谱柱分离案例
案例：分离复杂蛋白质混合物
背景：假设我们有一个复杂的蛋白质混合物，需要对其进行分离和纯化，以便进一步的功能和结构研究。
方法：通过凝胶色谱柱进行分离和纯化。
凝胶色谱是一种常见的蛋白质分离技术，基于蛋白质在凝胶柱中的不同亲和性来实现分离。
凝胶柱具有特定的静态和动态属性，可以选择性地吸附和洗脱特定的蛋白质组分。
步骤：
1. 准备样品：将复杂的蛋白质混合物溶解在适当的缓冲液中，并去除悬浮物。
2. 准备凝胶柱：选择合适的凝胶色谱介质和柱子，根据样品的特性和目标蛋白质进行选择。
常用的凝胶介质包括离子交换柱、分子筛柱和亲和柱等。
3. 样品加载：将样品加载到柱子中，通过重力流动或者使用液相色谱系统进行加载。
4. 柱洗脱：根据凝胶柱的性质和样品的特性，使用适当的缓冲液进行柱洗脱。
洗脱液可以是梯度缓冲液，也可以是特定的洗脱缓冲液，以达到分离目的。
5. 分馏和采集：根据柱洗脱过程中的吸光度或者其他检测方法，将感兴趣的分馏部分进行采集和进一步分析。
6. 纯化：对采集的蛋白质进行纯化，可以使用其他纯化技术，如电泳、冷冻干燥等，以获得高纯度的目标蛋白质。
效果：通过凝胶色谱柱的分离和纯化，我们可以将复杂的蛋白质混合物分离为不同的组分，从而方便进行后续的功能和结构研究。
《亲和色谱》课件
生物工程技术
利用生物工程技术改造蛋白质 或酶，提高亲和色谱的特异性
。
光学检测技术
结合光学检测技术，实现高灵 敏度、高分辨率的亲和色谱分
析。
亲和色谱在各领域的应用前景
生物医药领域
用于蛋白质、细胞、病毒等生物分子 的分离和纯化，为药物研发和疾病诊 断提供支持。
环境监测领域
用于水体、土壤、空气等环境样品中 污染物的分离和检测，为环境治理和 保护提供依据。
农药残留检测
亲和色谱可用于农药残留的检测，通过与农药分 子的特异性结合，实现对农药残留的高灵敏度检 测。
食品营养成分分析
亲和色谱可用于食品营养成分的分析，如维生素 、矿物质等，通过与特定配基的结合，实现对营 养成分的高效分离和检测。
亲和色谱在环境监测领域的应用案例
有毒有害物质检测
亲和色谱可用于有毒有害物质的检测，如重金属、有机污染物等， 通过与特定配基的结合，实现对有毒有害物质的高灵敏度检测。
食品安全领域
用于食品中农药残留、添加剂、毒素 等有害物质的检测和分离，保障食品 安全。
农业领域
用于植物生长调节物质、农药残留等 的分离和检测，促进农业可持续发展 。
亲和色谱的发展趋势和未来展望
智能化发展
通过自动化、智能化技术，提高亲和色谱的 分离效率和准确性。
高通量、高分辨率
开发高通量、高分辨率的亲和色谱技术，满 足大规模样品分析的需求。
稳定性差
亲和色谱的配体和载体在某些条件下可能不稳定，影 响实验结果。
适用范围有限
亲和色谱的适用范围相对较窄，仅适用于具有特异性 相互作用的目标分子。
亲和色谱的改进方向
开发通用型配体
通过研究不同类型分子间的相互作用，开发 出适用于多种目标分子的通用型配体，降低 实验成本。
亲和色谱技术研究进展
第３２卷第４期２００７年４月上海化工ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ摘要亲和色谱具有高选择、高活性回收率和高纯度等特点，已成为生物工程中分离纯化最有效的技术之一，是生物化工研究的重要方向。
综述了亲和色谱技术及其发展趋势。
关键词亲和色谱研究进展生物化工中图分类号Ｑ８１４．１第一作者简介：刘望才男１９７８年生博士研究生研究方向为化工技术在生物工程中的应用２７・・上海化工第３２卷［１］［２］［３］［４］液ｐＨ为４．２、０．０２ｍｏｌ／Ｌ磷酸盐缓冲液（含０．５ｍｏｌ／ＬＮＨ４Ｃｌ），所得ＧＳＨ纯度可达４９．８％，平均提取率为６７．９％。
３拟生物亲和色谱近年来发展起来的以氨基酸（包括多肽）亲和色谱和染料亲和色谱为代表的仿生亲和小分子配基新技术。
对需要纯化的目标蛋白，在组合生物分子库和组合化学分子库中筛选其相应的亲和配基，然后将其固定到支持介质上，这种组合出来的亲和配基比天然生物分子性质更稳定，特异性及重复性更好［１１－１２］。
３．１染料配基亲和色谱染料配基能通过共价链牢固地结合到亲和载体上。
染料配基价格低廉，与蛋白质的结合容量大，并且不易为物理或化学物质所降解，因此是一种较为理想的基团特异性配基。
Ｓ．Ｃ．ＭｅＬｉｓｓｉｓ等［１３］研究了谷胱甘肽结构类似物亲和吸附剂。
所用的染料是二氯三嗪的模拟物，其中活性部分结构与谷胱甘肽类似。
用此种亲和吸附剂分别纯化三种作用于谷胱甘肽的酶ＮＡＤ＋、甲醛脱氢酶和谷胱甘肽－Ｓ－转移酶，效果良好。
３．２多肽亲和色谱与金属和染料相比，多肽具有较高的特异性，且通常是无毒的。
多肽具有与蛋白质相似的结构，因此它们的作用通常是温和的，因此在分离过程中采取温和的洗脱条件，可以避免蛋白质的变性。
Ｈ．Ａｒｏｓｔｏｖａ［１４］等用碘化的Ｌ－酯氨酸与琼脂糖交联制备亲和色谱柱纯化猪胃蛋白酶，效果良好。
Ｊｏｈｎ等［１５］合成的双环八肽类似物，对肠促胰酶肽有很好的特异性吸附。
然而，自然界中存在的与蛋白质等生物大分子有天然亲和性的多肽种类非常有限。
色谱分离技术凝胶筛分
缺点：
5
凝胶强度低，可耐受的压力通常低于0.2个大气压，
6
故流速低，通常的线速度小于20cm/h。因此，处理速度
7
较慢。但Superdex的最大耐受压力可达15个大气压，流
8
速也提高近10倍。
9
无机填料：
表面改性后的硅胶，主要是用有机物或聚合物对硅胶
颗粒进行处理，增加其亲水性并消除或抑制体积排阻以
Sephadex LH-20，是─Sephadex G-25的羧丙基衍生
物， 能溶于水及亲脂溶剂，用于分离不溶于水的物质。
琼脂糖凝胶：
1
商品名很多，常见的有，Sepharose（瑞典，
2
pharmacia ），Bio-Gel-A（美国Bio-Rad）等。
3
琼脂糖凝胶是依靠糖链之间的次级链如氢键来维
09
子大小的顺序流出色谱柱（层析柱）从而达到分
10
离的目的。
凝胶过滤介质：良好的凝胶过滤介质应满足如 下要求： （1）亲水性高，表面惰性，即介质与溶质之间不发生任 何化学或物理相互作用； 蛋白质的分级和除盐效果只与溶质的相对分子量、 分子形状和凝胶结构（孔径分布）有关，与所用洗脱液 的pH值和离子强度等物性无关。 （2）稳定性强，在较宽的pH和离子强度范围以及化学试 剂中保持稳定，使用寿命长； （3）具有一定的孔径分布范围； （4）机械强度高，允许较高的操作压力。
分离操作模式 洗脱展开：最常用 前沿（迎头）分析 顶替展开
用于大量制备
根据溶质和固定相间的作用机理
01
凝胶过滤
02
离子交换
03
反相色谱
04
疏水层析
05
亲和色谱
06
分配机理
凝胶色谱、亲和色谱(研究进展及案例)
食品工业领域
凝胶色谱和亲和色谱在食品 工业中的应用将有助于食品 安全监控、营养成分分析以 及食品添加剂检测等方面的 发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
02
03
环境污染物治理
通过凝胶色谱和亲和色谱技术，可以 研究污染物与吸附剂之间的相互作用， 为环境污染治理提供理论支持。
05 挑战与展望
当前面临的主要挑战
选择性挑战
凝胶色谱和亲和色谱在复杂样品分析中，选择性仍是一个重要挑战， 需要进一步提高分离效果和特异性。
灵敏度挑战
对于低丰度目标物，提高检测灵敏度是凝胶色谱和亲和色谱亟待解 决的问题。
样品进入色谱柱后，大分子物质由于体积较大，无法进入凝胶孔道，只能从凝胶颗粒间隙流过，路径 较短，因此较早流出色谱柱；而小分子物质可以进入凝胶孔道，路径较长，因此较晚流出色谱柱。
凝胶类型与特性
凝Байду номын сангаас类型
01
聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶等。
特性
02
不同类型的凝胶具有不同的孔径大小和分布范围，适用于分离
02 亲和色谱概述
亲和色谱原理
特异性相互作用
亲和色谱利用生物分子之间的特异性相互作用，如抗原抗体、酶-底物等，实现目标分子的分离和纯化。
固定相与流动相
在亲和色谱中，具有识别功能的配体被固定在固相载体上， 构成固定相；待分离样品溶解在流动相中，通过色谱柱时 与固定相发生相互作用。
分离过程
目标分子与固定相上的配体发生特异性结合，而其他分子 则随流动相流出色谱柱，从而实现目标分子的分离。
蛋白质鉴定
结合质谱技术，凝胶色谱和亲和色谱可用于蛋白质鉴定，揭示蛋白 质的结构和功能。
亲和色谱分离分离的研究进展
亲和⾊谱分离分离的研究进展亲和⾊谱的研究进展学院：制药与⽣物⼯程专业：⽣物化⼯姓名：张妍学号：2012255摘要：亲和⾊谱是利⽤⽣物分⼦，特别是⽣物⼤分⼦与亲和⾊谱固定相表⾯配位体之间，存在的⽣物学与⽣物化学过程的特效性亲和吸附作⽤，来进⾏选择性分离⽣物分⼦的分离⽅法。
亲和⾊谱具有⾼选择、⾼活性回收率和⾼纯度等特点，⾄今已在⽣物化学、分⼦⽣物学、基因组学、蛋⽩质组学、⽣物⼯程、临床医学、新型⾼效药物研究中已成为分离纯化最有效的技术之⼀，是⽣物化⼯研究的重要⽅向。
本⽂通过查阅⽂献综述了亲和⾊谱技术及其发展趋势。
关键词：亲和⾊谱、配基、分离纯化、研究进展The research progress of affinitychromatographyAbstract：Affinity chromatography is a selective separation method which uses the effects of the existence of affinity adsorption in the biological and biochemical processes between biological molecules, particularly biological macromolecules and ligand on the surface of the affinity chromatography stationary phase. Affinity chromatography with high selection, high recovery and high purity etc., it has been used in biochemistry, molecular biology, genomics, proteomics, biological engineering, clinical medicine and new high efficiency in drug research. And it has become one of most effective separation and purification technology. This article introduced affinity chromatography simply and reviewed and its development trend.Keywords:Affinity chromatography, ligand, separation, development trend⼀、概述（⼀）、亲和⾊谱基本概念亲和⾊谱是⼀种利⽤固定相的结合特性来分离分⼦的⾊谱⽅法。
凝胶色谱实验报告
凝胶渗透色谱法测定聚合物的平均分子量及其分布一．实验背景简介1.聚合物分子量及其分子量分布聚合物性能的最主要参数之一，与聚合物力学性能有密切关系，对聚合物拉伸强度以及成型加工过程，如模塑，成模，纺丝等都有影响，研究聚合物的分子量及其分子量分布，对于控制改进产品质量具有重要意义。
2.凝胶渗透色谱法利用分子溶液通过填充有某种凝胶的柱子，把聚合物分子按照尺寸大小进行分离的方法。
目前是测定聚合物分子量及其分子量分布最有效的方法。
它具有测定速度快、用量少、自动化程度高等优点，已获得广泛应用。
二．实验目的1. 了解凝胶渗透色谱的原理；2. 了解凝胶渗透色谱的仪器构造和凝胶渗透色谱的实验技术；3. 测定聚苯乙烯样品的分子量分布。
三．实验原理凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）也称为体积排除色谱（Size Exclusion Chromatography，简称SEC）是一种液体（液相）色谱。
和各种类型的色谱一样，GPC/SEC 的作用也是分离，其分离对象是同一聚合物种不同分子量的高分子组份。
当样品中不同分子量的各组份的分子量和含量被确定后，就可得到聚合物的分子量分布，然后可以很方便地对分子量进行统计，得到各种平均值。
一般认为，GPC/SEC 是根据溶质体积的大小，在色谱中由于体积排除效应即渗透能力的差异进行分离。
高分子在溶液中的体积决定于分子量、高分子链的柔顺性、支化、溶剂和温度，当高分子链的结构、溶剂和温度确定后，高分子的体积主要依赖于分子量。
凝胶渗透色谱的固定相是多孔性微球，可由交联度很高的聚苯乙烯、聚丙烯酸酰胺、葡萄糖和琼脂糖的凝胶以及多孔硅胶、多孔玻璃等来制备。
色谱的淋洗液是聚合物的溶剂。
当聚合物溶液进入色谱后，溶质高分子向固定相的微孔中渗透。
由于微孔尺寸与高分子的体积相当，高分子的渗透几率取决于高分子的体积，体积越小渗透几率越大，随着淋洗液流动，它在色谱中走过的路程就越长，用色谱术语就是淋洗体积或保留体积增大。
高效凝胶色谱技术在食品分析中的应用研究
高效凝胶色谱技术在食品分析中的应用研究概述：高效凝胶色谱技术是一种常见的分析方法，可用于食品中成分的检测和分离。
本文将探讨高效凝胶色谱技术在食品分析中的应用，并介绍其原理、操作流程和优势。
一、高效凝胶色谱技术原理高效凝胶色谱技术基于样品中成分在凝胶柱上的亲和力差异，利用分离效应来分离和定量目标成分。
它的主要原理在于将样品经过固定化的凝胶填料时，不同成分因相互作用力的差异而在柱中停留的时间和位置不同，从而实现分离。
二、高效凝胶色谱技术操作流程高效凝胶色谱技术操作流程主要分为样品预处理、柱填充、柱条件调优、样品进样和检测五个步骤。
1. 样品预处理：将待测食品样品按照实验要求进行初步处理，如研磨、溶解、提取等。
2. 柱填充：选取适合该实验的凝胶填料，用适量的填料填充柱体，确保柱体运行的平稳和可靠。
3. 柱条件调优：根据试验要求对柱条件进行调优，如优化移动相和流速、温度等。
4. 样品进样：将预处理后的样品注入色谱柱，控制进样量，确保分析结果的准确性。
5. 检测：使用适合的检测方法对色谱柱输出的结果进行定量或定性分析。
三、高效凝胶色谱技术在食品分析中的应用高效凝胶色谱技术在食品分析中有着广泛的应用。
以下将从食品添加剂、重金属、农药残留等几个方面进行说明。
1. 食品添加剂分析：高效凝胶色谱技术可以用于食品添加剂的分析和检测。
通过凝胶色谱技术可以快速分离出食品中添加剂的成分并进行定量分析，有助于确保食品的安全性和质量。
2. 重金属检测：高效凝胶色谱技术在食品中重金属的检测中也扮演着重要的角色。
通过该技术可以准确测定食品中重金属元素的含量，并判断其是否达到食品卫生标准，以保障消费者的健康和权益。
3. 农药残留分析：高效凝胶色谱技术在农药残留分析中具有广泛的应用。
通过该技术可以对食品中农药残留的种类和含量进行分离和测定，从而保证食品的质量和安全。
四、高效凝胶色谱技术的优势高效凝胶色谱技术在食品分析中有许多优势。
1. 分离效果好：高效凝胶色谱技术能够有效地分离和检测样品中的目标成分，通过凝胶的独特性能实现更好地分离效果。
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婴儿配方乳粉中α-乳白蛋白含量的测定
2、亲和色谱
文章名：《亲和色谱应用于天然活性成分筛选的研究进展》 作者：冯颖淑1，童珊珊2，徐希明2等 作者单位：1中国药科大学 2江苏大学 发表期刊：《中国中药杂志》 发表时间：2015年
亲和色谱法( affinity chromatography) 是一种利用固定相的结合特性来分离分子的色谱 方法。 早在 1910 年，德国药理学家 Starken-stein 将蔗糖酶抗体吸附在高岭土上，研究了抗 体和抗原的相互作用，为亲和色谱的萌芽。 1924 年，俄罗斯学者 Engelhardt提出了“固定化配体原理”，作为分离生物活性物质 的方法，为亲和色谱分离方法的根本。 1970 年，Cuatrecases 提出了“空间间隔臂”概念和方法，成功解决了配位体的立体 可接受性问题。 1972 年，德国学者Wulff 提出分子印迹色谱方法，进一步扩展了亲和色谱的应用，使 得亲和色谱开始用于药物筛选研究。 1978 年瑞典学者 Ohlson 提出以大孔微粒硅胶作为载体的高效液相亲和色谱方法，使 得亲和色谱的发展跨入了一个新的时代。
手性拆分
德国莱比锡城大学的 Belder小组将纤维素-三（3，5－二甲基苯基氨基甲酸酯）包覆的 5μm全多孔SiO2手性固定相填充于微流控芯片的通道中，第一次利用填充的微流控芯片 （柱长58.4mm）实现了几种手性药物的快速拆分，对力莫敌提取物在 5s内就可完成拆 分。
分析检测
澳大利亚悉尼大学的 Handelsman小组采用1,2-二甲基咪唑-5-磺酰氯作为雌激素衍生化 试剂，建立了一种利用LC-MS/MS同时测定血清中衍生化的雌二醇(E2)和未衍生化的睾 酮(T)、二氢睾酮(DHT)的高灵敏检测方法。
色谱方法应用于化学领域的论文数量占46%，生物化学与分子生物学领域的占 21%， 食品科学与技术领域的占 5%，材料科学、工程学、微生物学领域的各占 4%，环境科 学、光谱学和药理学领域的各占 3%，上述领域之外的论文比例为 8%。
1990 年至 2010 年，中国科学家所发表的色谱领域论文总数以 28062 篇的数量居世界 第三位( 第一名: 美国，71008 篇; 第二名: 日本，35 035 篇) 。2010 年发表论文 4146 篇，2011 年发表 4574 篇，排名跃居世界第一。
金属有机骨架化合物（MOFs）因具有比表面积大、结构多样性、孔道尺寸可调、骨架 可修饰、热稳定性和化学稳定性良好等优点而广泛应用于分离分析等领域。西班牙 Balearic Islands大学的 Palomino课题组利用注射器设计了一种针管式自动磁性 （MOFs） 分散固相微萃取装置。
固定相
定量分析可靠
灵敏度高、稳定性好
凝胶过滤色谱：根据蛋白质相对分子质量大小进行分离，紫外吸收检测。能检测出 婴儿配方乳粉中非变性和在加工过程中变性的α-乳白蛋白总量，操作简单，准确度 高。 流动相：6 mol/L盐酸胍溶液，加入磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、EDTA，调pH=6.0，用 0.45 μm滤膜过滤。 色谱条件：色谱柱TSK-2000SWXL凝胶色谱柱(7.8mm×300 mm)；柱温30 ℃；流动 相流速0.5mol/L；检测波长280 nm。
选择色谱柱
α-乳白蛋白的相对分子质量为14200 u，而凝胶色谱柱TSK-2000SWXL分离样品的相对分 子质量范围为5000~150000 u，因此选择此色谱柱是比较合适的。组成蛋白质的氨基酸在 210~280 nm范围内都有不同程度的吸收，但只有色氨酸在280 nm有足够高的吸收，而α乳白蛋白含有丰富的色氨酸，因此选择280 nm作为DAD的检测波长，能获得较好的灵敏 度。
蛋白质组学
美国 Wisconsin-Madison大学的Ge小组耦合离子交换色谱/疏水色谱/反相色谱(IEC-HICRPC)3种色谱分离方法，构建了三维液相色谱(3D LC)用于整体蛋白质的分离，并证明 3D LC(IEC-HIC-RPC)技术优于传统的 2D LC(IEC-RPC)。
二、凝胶、亲和色谱案例分析
（日本TOSOH公司生产的TSK-2000SWXL粒度5μm，孔径125，可以测量分子量5,000～150,000。）
实验方法
准确称取含有大约相当于10 mg蛋白质的样品，样品溶在盛有流动相溶液的10 mL容量瓶 中，超声处理30 min。从以上样品中转移1.5 mL于10mL离心管中，加入10 μL β-硫基乙 醇，摇动混合约10 s，让样品在室温下放置至少2 h，用0.45μm微孔滤膜过滤至液相色谱 进样瓶中，然后注射进液相色谱。根据标样峰面积和浓度建立标准曲线，从而计算样品 中α-乳白蛋白含量。
作者单位：1.复旦大学 2.中科院大连化物所
发表期刊：《色谱》 发表时间：2012年 文章名：《近期色谱研究的最新动态和进展》 作者：白泉 作者单位：西北大学 发表期刊：《色谱》 发表时间：2015年
分支，其出现及发展至今已将 近 110 年。色谱技术在生物制 药、蛋白质组学、生物分子的 分离分析方面都发挥着越来越 重要的作用。 20 世纪末至今，是中国色谱学 科全面快速发展的重要时期。 Web of Science 数据库和“中 国期刊全文数据库”和“万方 数据库”的检索数据( 2011 年 9 月25 日检索) 表明，1990 年 至2010 年我国科技工作者在美 国科学情报研究所科学引文索 引收录期刊( 即 SCI 期刊) 和中 国科技期刊上发表色谱相 关 论 文 132604 篇 ( 其 中 SCI 期 刊 论 文27381 篇，中国科 技期刊数据库论文 105223 篇) 。
文章名：《壳聚糖螯合凝胶层析法纯化血液超氧化物歧化酶》 作者：王保，全平娟 ，张永州等 作者单位：河南大学，中科院生物物理研究所，兰州大学 发表期刊：《食品与生物技术学报》 发表时间：2014年
研究背景
超氧化物歧化酶简称 SOD，是广泛存在于生物体内的一种可防止氧化损伤和缺失的活 性酶，也是一种应用广泛的药用酶，具有抗衰老、预防辐射及治疗炎症等一系列功能， 已经被广泛应用于食品及医药卫生行业。 1975 年proath首次提出固定化金属螯合亲和层析（IMAC），利用固定在基质上的过渡 态金属离子和蛋白质表面的组氨酸、半胱氨酸、色氨酸等残基的配位作用，来实现对 金属离子有亲和力的蛋白质的吸附和分离。在制备亲和介质时，常用的金属离子有 Cu2+，Zn2+和 Ni2+等， 常用的螯合配基有亚氨基二乙酸 （IDA）， 三羧基甲基乙二胺 （TED），次氨基三乙酸（NTA）等。 固定化螯合亲和色谱常常以凝胶为载体， 如在 SephadexG-75 或者DEAE-superpose 等凝胶上用化学交联方法引入螯合剂 IDA， 再通 过交联固定和亲和配 （Ba2+，Cu2+，Zn2+）。 用该方法制备的凝胶介质生产成本很高， 软基质很易被压缩，不易被放大生产。
涉及毛细管电 泳（CE）、 气象色谱 （GC）高效 液相色谱 （HPLC）论 文增长态势
2、最新动态
样品前处理
膜蛋白的疏水性强、溶解性差和丰度低，对它的分离分析是蛋白质组学中的一大难题。 复旦大学的刘宝红教授课题组采用壳聚糖改性的介孔泡沫石墨烯(MGF-CS)作为纳米反 应器，从有机溶剂中高效富集疏水性膜蛋白并进行原位酶解。将该技术应用于实际样 品中膜蛋白的分析鉴定，采用二维液相色谱－质谱方法(2D-LC-MS)可鉴定 931种膜蛋 白，而通常采用的水溶液中酶解法仅能鉴定 73种膜蛋白。结果表明多功能的MGF-CS 对蛋白质组学中膜蛋白的分析鉴定具有重要的应用价值。 分子印迹技术是采用人工合成方法制备对目标分子有特异性识别材料的技术。由于蛋 白质体积大、结构复杂、易于变性，完整蛋白质模板分子难以获得且价格昂贵，因此 限制了蛋白质分子印迹材料的发展。中国科学院大连化学物理研究所张丽华研究员课 题组提出了一种蛋白质抗原决定基分子印迹磁性纳米材料的制备新方法。抗原决定基 印迹是以目标蛋白质上一段特异性多肽为模板分子进行印迹。由于模板肽段与目标蛋 白质间存在极强的特异性，形成的印迹位点对模板肽段及目标蛋白质均具有特异性识 别能力。
亲和色谱法筛选技术 受体为亲和配基的色谱筛选 酶为亲和配基的色谱筛选 血浆蛋白为亲和配基的色谱筛选 以DNA为亲和配基的色谱筛选 细胞膜色谱筛选 脂筏色谱筛选 分子印迹技术 其他亲和配基（如核酸适配体亲和色谱、免疫亲和色谱、金属离子亲和色谱等等。）
凝胶、亲和色谱
主讲人：
College of Food Science,SCAU
修德
博学
求实 创新
目录
近期中国色谱研究进展
中国色谱研究进展
中国色谱最新动态
凝胶、亲和色谱案例分析
凝胶过滤色谱 亲和色谱
一、近期中国色谱研究进展
文章名：《近年中国色谱研究进展》 作者：张祥民1、张丽华2、张玉奎2（2003年院士）
α-乳白蛋白检测方法 方法 聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE) 反相高效液相色谱 (RP-HPLC) 离子交换液相色谱 (FPLC) 毛细管凝胶电泳 (CGE) 液相色谱-质谱联用 (LC-MS) 优点 普适性最强 快速高效精准、重现性稳 定 快速高效精准 缺点 操作复杂，测定周期长， 重现性差，只能半定量。 只能检测出天然的α-乳白 蛋白 需要预先 把要乳清蛋白与酪蛋白分 离才可以进行 蛋白质容易在石英毛细管 上吸附，影响分离效 率，甚至堵塞毛细管柱 只能检测非变性的α-乳白 蛋白
1、凝胶过滤色谱（凝胶色谱分为凝胶过滤色谱和凝胶渗透色谱）
文章名：《凝胶过滤色谱法测定婴儿配方乳粉中α-乳白蛋白》 作者：贾云虹，宋晓青，杨 凯