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淺談尺寸排阻色譜法方法開發(fā)影響因素

2022-09-22

尺寸排阻色譜法(SEC)是根據(jù)溶液中分子的大小分離化合物的,在柱子的填料中較大的分子會(huì)被較細(xì)的小孔排除在外。當(dāng)以有機(jī)溶劑作為流動(dòng)相,使用合成聚合物填料時(shí),SEC就涉及凝膠滲透色譜(GPC)。在以水緩沖液為流動(dòng)相和使用親水性柱填料分離生物聚合物(例如蛋白質(zhì))時(shí),SEC就稱為凝膠過濾色譜。凝膠過濾色譜可作為用以分離生物活性物質(zhì)(通常等同于在多個(gè)純化步驟中其他的色譜技術(shù))的前處理工具,或者亦可作為獲取溶質(zhì)分子信息的工具,包括分子大小或形狀、聚集狀態(tài)、生物聚合物與其配體結(jié)合的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

過去凝膠過濾色譜一般采用葡聚糖、瓊脂糖或者聚丙烯酰胺等軟凝膠作為填料。對(duì)于可壓縮的填料,必須根據(jù)流動(dòng)相的流速選用適合的重力或者低壓泵。軟凝膠可以通過交聯(lián)作用提高穩(wěn)定性,這樣就可以承受更高的流速和幾兆帕的壓強(qiáng)。凝膠過濾色譜分析時(shí)常用的剛性載體是:以親水性固定相修飾的硅膠基質(zhì)或者交聯(lián)的有機(jī)聚合物。這些物質(zhì)能在HPLC系統(tǒng)中使用,其機(jī)械強(qiáng)度可以承受幾十兆帕或更高的壓強(qiáng)。

尺寸排阻色譜法(SEC),顧名思義,它的基本原理就是當(dāng)目標(biāo)分析物進(jìn)入凝膠滲透色譜柱,大體積的分子由于比凝膠顆粒的孔隙大不能進(jìn)入孔隙,只能在凝膠顆粒之間的空隙流過,更先被淋洗出來;中等體積的分子部分可以進(jìn)入凝膠顆粒的孔隙,并經(jīng)顆粒間的空隙流過,淋洗出來的順序在大體積分子和小分子之間;體積較小的分子比凝膠顆粒的孔隙小,可以進(jìn)入凝膠顆粒的空隙,并在凝膠顆粒的孔隙以及顆粒之間的空隙不斷進(jìn)入出來擴(kuò)散,速度更慢,所以是更后被淋洗出來的。當(dāng)確定儀器型號(hào)和實(shí)驗(yàn)所需條件后,化合物的淋出體積就與其分子量有關(guān),分子量越大,其淋洗體積越小,具體分離原理如圖。

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Xtimate? SEC色譜柱是月旭推出的硅膠基質(zhì)的體積排阻系列色譜柱,其色譜填料為高純度、具有良好穩(wěn)定性的硅膠微球表面鍵合親水性聚合物。月旭科技采用特殊的表面修飾技術(shù),確保了該填料具有良好的穩(wěn)定性和批次重現(xiàn)性。

尺寸排阻色譜是根據(jù)溶液中分子量大小分離的,其保留時(shí)間取決于溶質(zhì)分子進(jìn)出固定相孔結(jié)構(gòu)的相對(duì)滲透度。然而這個(gè)是在理想狀態(tài)下的分離情況,色譜柱內(nèi)還存在其他次級(jí)作用力,對(duì)目標(biāo)物的分離產(chǎn)生影響。

因此,以Xtimate? SEC色譜柱做方法開發(fā)時(shí),需要注意以下幾點(diǎn)因素:

1、分子量

可根據(jù)目標(biāo)物的分子量,來選擇合適孔徑的色譜柱。

2、樣品與流動(dòng)相

為避免色譜柱堵塞,所有樣品和溶劑,包括緩沖鹽,都必須在使用前用0.45μm或0.22μm濾膜過濾。Xtimate? SEC可以使用水或有機(jī)溶劑與水的混合物,與大多數(shù)緩沖鹽溶液也兼容。流動(dòng)相使用前需脫氣,否則可能出現(xiàn)柱壓和基線波動(dòng)較大。這時(shí)可用較大流速?zèng)_洗色譜柱2-5min,如對(duì)于7.8mm*300mm的色譜柱,可用1.25mL/min的流速。

3、離子強(qiáng)度

色譜柱中不可避免會(huì)存在其他次級(jí)作用力,為了更大限度降低填料與被測(cè)物的次級(jí)作用力,必須調(diào)整流動(dòng)相的離子強(qiáng)度。NaCl是SEC分離中比較常用的鹽,可通過調(diào)整離子強(qiáng)度,減少次級(jí)作用力,進(jìn)而改善峰形和分離效果。

4、pH

流動(dòng)相的pH調(diào)整,更多也是為了減少色譜柱中的次級(jí)作用對(duì)被測(cè)物的影響,所以測(cè)定過程中需選擇合適的pH。為獲得更佳分離效果和延長使用壽命,建議使用pH在2-7.5范圍內(nèi)的流動(dòng)相。

5、壓力

盡管Xtimate? SEC可在高至3000psi 的壓力下使用,但正常的操作壓力應(yīng)當(dāng)?shù)陀?500psi。長時(shí)間在高壓下運(yùn)行會(huì)損壞色譜柱和輸液泵。由于壓力來源于流速,因此更大流速將受制于系統(tǒng)所能承受的壓力。一般而言,柱壓會(huì)隨著色譜柱使用時(shí)間的增加而逐漸增加。 

6、流速

盡量采用低流速測(cè)試,可以提高分離度,進(jìn)而獲得更好的測(cè)試效果。內(nèi)徑為4.6mm和7.8mm的色譜柱,一般建議其正常操作流速分別為0.1-0.4mL/min和0.1-1.25mL/min。

7、柱長

通過增加色譜柱的長度可以改善SEC分離度,所以在分離過程中,在一根色譜柱達(dá)不到分離效果時(shí),可以考慮兩根色譜柱串聯(lián),甚至不同孔徑的色譜柱串聯(lián)(注:一般大孔徑的在前,小孔徑的在后)。這種條件下通常也會(huì)造成出峰時(shí)間延后,及系統(tǒng)壓力增加。

8、柱溫

更高操作溫度為80℃。為了獲得更長的使用時(shí)間,更佳操作溫度為10-30℃。長時(shí)間在高溫(>80℃)下操作也會(huì)損壞色譜柱,這種情形在高的 pH(>7.5)條件下尤其突出。

9、日常維護(hù)

隨著使用次數(shù)的增加,某些樣品可能吸附到入口篩板或填料上。當(dāng)積累到一定程度時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓力升高,并伴隨峰形異常等現(xiàn)象。因此,日常使用過程中需要經(jīng)常注意對(duì)色譜柱進(jìn)行沖洗和維護(hù),以達(dá)到更佳的分離效果和延長使用壽命。

產(chǎn)品信息

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