凝胶渗透色谱柱概述

　　凝胶渗透色谱柱(Gel Filtration Chromatography)是一种基于分子尺寸的分离方法，属于分子排阻色谱(Size-Exclusion Chromatography)的一种。它利用介孔凝胶柱将样品溶液进行分离，分离物根据其分子量或分子体积大小在柱中不同孔隙大小的分子筛上发生渗透和分配，从而实现样品分离纯化的方法。

　　凝胶渗透色谱柱是一种分子大小分离技术，也被称为凝胶过滤色谱柱。它利用了多孔凝胶的不同孔径来分离混合物中的不同分子。这种分离方法适用于分析水溶性高分子和生物大分子(如蛋白质、RNA、DNA等)。

　　基本原理：

　　凝胶渗透色谱柱的基本原理是根据分子大小，大分子在凝胶孔隙中才能渗透，而小分子只能浸入孔隙，随着溶剂在柱中流动的搅动，大分子在凝胶中渗透并被滞留，小分子穿过凝胶格子，在柱中流动迅速，在浓缩等某些条件下可以发生分离，达到分离物的纯化的目的。

　　凝胶渗透色谱柱可分为手工制备和工业生产。手工制备一般采用葡聚糖、琼脂糖等多孔性凝胶作为填充物，填充后进行硬化和平均颗粒度筛选就可使用;而工业生产则采用合成树脂作为填充物，其优点是成本低、细孔率高、流速快等。

　　应用范围：

　　凝胶渗透色谱柱广泛应用于生化、分子生物学等领域，主要用于分离样品中的蛋白质、酶、核酸、多糖等分子，以及糖蛋白、高分子等。凝胶渗透色谱柱通过分离不同尺寸的分子，纯化目标分子，除去杂质，保障目标分子的活性并便于进一步研究。

　　在生物技术和制药工业中，凝胶渗透色谱柱经常被用于研究蛋白质、多肽和其他生物大分子的结构和功能，以及纯化这些分子。同时，该技术还可用于检测和分离聚合物和高分子材料中的杂质。

　　产品优点：

　　凝胶渗透色谱柱的优点是在保持溶解性的前提下进行分离和纯化，不会破坏生物分子中的三维结构，在操作方面也相对较为简单且比较容易操作，是一种基础的分离方法，容易与其他技术联用，例如色谱层析法、电泳法等。

　　但凝胶渗透色谱柱也存在一些缺点。操作时样品受流速等环境因素的影响，凝胶柱可能会受到损坏或污染，导致纯度低或失去生物活性等问题。另外在某些情况下，柱中充满的凝胶还容易发生滞留，造成不良影响。

　　注意事项：

　　1、凝胶渗透色谱柱是GPC的关键部件，使用不当或撞击跌落可能会降低柱效或造成损坏。因为测定的聚合物分子量分布范围的多变性，为匹配其分子量范围，GPC使用的柱子需要较为频繁的更换。这样可能导致色谱柱接头部位的螺纹，因多次拆卸而磨损变形。在连接或拆卸时不要用力过猛，每次上紧的程度应尽量保持一致，略加用力使其不渗漏溶剂，这样可以延长柱接头的使用寿命。

　　2、拆卸或者安装色谱柱时，需要防止空气进入。连接色谱柱时，泵保持低流速(例如0.2ml/min)， 待接头处有溶剂流出时，再与色谱柱相连接;色谱柱串联时，待已连接上的第一根柱子出口有溶剂流出时，再接上第二根柱，依次类推，直到所有的柱全部连接完为止。

　　3、柱子卸下时，也应在慢流速下先卸下出口处连接管，用塞子密封后，再卸下进口接管，滴加数滴溶剂后，用柱塞子密封保存。另外，为了防止气泡进入泵系统、检测器及色谱柱中，还应对所使用的流动相溶剂进行充分的脱气。

　　随着使用时间和次数的增多，凝胶渗透色谱柱的柱压逐渐升高，严重时甚至发生柱子堵塞。造成这种情况大部分是因为样品或流动相溶液带有少量的固体杂质，杂质在色谱柱头中的过滤片上堆积，导致液流不畅。

　　另外，对于分子量较大的聚合物样品，可能含有少量微凝胶，也会在过滤片堆积;一旦进入凝胶柱床内，将会堵塞流路，使柱压增高，长此以往会损坏色谱柱。

　　因此必须对使用的任何一级溶剂和样品溶液过滤，滤去机械杂质。在不具备条件的实验室，应选用比柱头过滤片孔径更小一些的滤纸或5号或6号砂心漏斗中进行过滤后方可进样或进溶剂操作;在有条件的实验室，建议选用溶液过滤装置，采用真空抽滤将溶剂或样品溶液中的杂质过滤掉。

　　4、为了更好地保护柱子，可安装保护柱或预柱过滤器装置。特别是预柱过滤器装置，使用简单方便，造价低廉，可重复使用。它既可以保护色谱柱免遭污染堵塞，又可避免使用保护柱所造成的死体积增大。

　　5、当过滤器连续使用造成堵塞导致泵压升高时，可把滤片拆下来进行清洗，去除滤片表面沉积的污染物。如遇到难去除的污染物，可用6mol/L的硝酸清洗液超声波清洗1h。经多次清洗重复使用的过滤片，如发现难以恢复原来的性状，可弃去换新过滤片装上。

　　6、不同的凝胶渗透色谱柱，有不同的耐压极限，不可超压使用。如果压力过高，凝胶颗粒会受压变形甚至被破坏，从而破坏了凝胶床的均匀性，产生裂缝或沟槽，降低柱效。

　　7、对于多根串联凝胶渗透色谱柱的接法，从保护色谱柱的观点来看，透过极限较小的有机凝胶色谱柱，由于所含凝胶交联度低，胶粒较软，不能承受太高的压力，建议以按凝胶孔径由大到小的次序进行串联为好。

　　凝胶渗透色谱柱是一种常用的生物分子纯化方法。通过调整柱径和填充物孔径大小，可以实现针对不同分子的选择分离纯化。凝胶渗透色谱柱也为其他高效、高精准的分离技术奠定了基础，为研究生物分子领域的开展提供了保证。