『壹』 血红蛋白凝胶过滤层析所需仪器、用具、物品和实验的具体方案
一、实验目的
1.了解凝胶柱层析的原理及应用；
2.掌握凝胶柱层析的基本操作技术，为进一步掌握离子交换柱层析、亲和层析及吸附层析等其它分离方法打下良好的基础。
二、实验原理
凝胶层析：原理与应用
凝胶层析又称凝凝胶过滤，是一种按分子量大小分离物质的层析方法。该方法是把样品加到充满着凝胶颗粒的层析柱中，然后用缓冲液洗脱。大分子无法进入凝胶颗粒中的静止相中，只能存在于凝胶颗粒之间的流动相中，因而以较快的速度首先流出层析柱，而小分子则能自由出入凝胶颗粒中，并很快在流动相和静止相之间形成动态平衡，因此就要花费较长的时间流经柱床，从而使不同大小的分子得以分离。
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凝胶过滤柱层析所用的基质是具有立体网状结构、筛孔直径一致，且呈珠状颗粒的物质。这种物质可以完全或部分排阻某些大分子化合物于筛孔之外，而对某些小分子化合物则不能排阻，但可让其在筛孔中自由扩散、渗透。任何一种被分离的化合物被凝胶筛孔排阻的程度可用分配系数Kav（被分离化合物在内水和外水体积中的比例关系）表示。Kav值的大小与凝胶床的总体积（Vt）、外水体积（Vo）及分离物本身的洗脱体积（Ve）有关，即：
Kav= (Ve-Vo)/(Vt-Vo)
在限定的层析条件下，Vt和Vo都是恒定值，而Ve值却是随着分离物分子量的变化而变化的。分离物分子量大，Kav值小；反之，则Kav值增大。因此，在同一凝胶柱上分离分子量不同的物质时，由于流动相的作用，这些分离物质将发生排阻和扩散效应。若缓冲液连续地倾入柱中，柱中物质的排阻和扩散效应也将连续地发生，其最终结果是分子量大的物质先从柱中流出，分子量小的物质则后从柱中流出。流出物用部分收集器分管等量或等时地收集起来，检测后分段合并相同组分的各管流出物，即等于把分子量不同的物质相互分离开了。其分离效果受操作条件（如基质的颗粒大小、均匀度、筛孔直径和床体积的大小、洗脱液的流速以及样品的种类等）的影响，而最直接的影响是Kav值的差异性，Kav值差异性大，分离效果好；Kav值差异性小，则分离效果很差，或根本不能分开。
分配系数Kav既是判断分离效果的一个参数，又是测定蛋白质分子量的一个依据。从公式Kav= (Ve-Vo)/(Vt-Vo)可知，只要测出床体积Vt 和外水体积Vo 以及洗脱体积Ve，即可计算出Kav值。而凝胶床总体积Vt可用测量法得到：
由凝胶床的组成可知，床体积Vt等于外水体积Vo、内水体积Vi与凝胶颗粒实际占有体积Vg之和。即
Vt = Vo+Vi+Vg = Vo+Vi
而Vo和Vi可通过实验测得：当把分子量不同的混合溶液铺在凝胶床上时，其在内水体积和外水体积中的分布是不一样的。溶液中的分子大于凝胶孔径上限者不能进入凝胶网孔内，而被排阻在外水体积的溶液中。凝胶床的洗脱体积Ve刚好等于外水体积。即Ve=Vo (Kav=0)。然而，溶液中的分子小于凝胶孔径下限者能自由进入凝胶网孔内，凝胶床的洗脱体积Ve应等于凝胶床总体积，即Ve= Vt= Vo+Vi (Kav=1)。而溶液中的分子大小介于凝胶孔径上限和下限之间者，则能进入部分凝胶网孔中，故其洗脱体积Ve是在Vo和Vt之间（Kav在0－1之间）。
以床体积Vt（等于pr2h）和测得值Vo来计算分配系数的值为Kav，若以床体积Vt（等于Vo+Vi）和测得值Vo来计算分配系数的值为Kd。在同一层析条件下，对同一物质计算出来的Kav和Kd值尽管有一定的差异性，但都是有效的。只因Kav计算方便，所以目前多使用Kav。分离物在凝胶过滤层析时的行为，除用Kav和Kd表示外，还可用Ve/Vo或Vo/Ve（R值）表示。
反应原理
凝胶过滤不仅常用做物质的分离，还可以根据需要用某种试剂非常方便地处理某种物质，当该物质流经试剂区时，因为可连续接触新鲜试剂，因而可以充分发生反应，最后经过洗脱，再与过量的试剂分开。本实验就是通过凝胶过滤，用还原剂FeSO4处理血红蛋白。即首先在层析柱中加入含有还原剂的溶液，使形成一个还原区带，当血红蛋白样品（血红蛋白与铁氰化钾的混合液）流经还原区带时，褐色的高铁血红蛋白立即生成紫色的还原型血红蛋白，随着还原型血红蛋白继续下移，与缓冲液中的氧分子结合又形成了鲜红的血红蛋白。铁氰化钾则因分子量小，在层析柱中呈现其本来的黄色带而远远地落在血红蛋白的后边。本实验操作简便，直观性强，趣味性浓，通过肉眼观察即可检验分离效果。
三、实验材料
1.器材：层析柱，?10×200
2.试剂：
(1) 20mM磷酸二氢钠
(2) 20mM磷酸氢二钠
(3) 40mM FeSO4(用时现配)
(4) 0.2M Na2HPO4，80mM Na2H2EDTA
(5) 抗凝血（哺乳动物血样，以1：X的比例加入%柠檬酸钠，置于4℃冰箱中保存。贮存期以不超过3个月为宜）
(6) Sephadex G-25
(7) 固体铁氰化钾
四、仪器设备
铁架台、恒流泵
五、实验步骤
1．凝胶的处理 取3克葡聚糖凝胶（Sephadex-25）干粉，浸泡于蒸馏水中充分溶胀（室温，6小时），然后倾斜法除去表面悬浮的小颗粒，最后加入等体积pH7磷酸缓冲液继续浸泡（磷酸缓冲液用试剂1、2以39:51的比例混合，并用pH计校对）。
2．装柱 将层析柱下端的止水螺丝旋紧，向柱中加入约5-7cm高的缓冲液，把溶胀好的糊状凝胶边搅拌边到入柱中，同时开启止水螺丝，控制一定的流速，使柱中的凝胶一直处在溶液中。最好一次连续装完，若分次装入，需用玻璃棒轻轻搅动柱床上层凝胶，以免出现界面。装柱长度至少8cm。最后放入略小于层析柱内径的滤纸片，以防将来加样时凝胶被冲起。
3．平衡 用磷酸缓冲液洗脱，平衡20分钟。注意液面不要低于凝胶表面，否则可能有气泡混入，影响液体在柱内的流动与最终生物大分子物质的分离效果。
4．血红蛋白样品的制备 取1ml抗凝血于烧杯中，加入10ml pH7 20mM磷酸缓冲液，再加入固体铁氰化钾，使浓度达到5mg/ml。
5．层析柱还原层的形成 取1ml 40mMFeSO4于小烧杯中，加入1ml 0.2M Na2HPO4,80mM Na2H2EDTA混合液搅拌均匀。待层析柱上缓冲液几乎全部进入凝胶时，速取该混合液0.4ml加入层析柱中，待混合液完全进入柱床后加入0.7ml缓冲液。（注意还原剂的混合液要新鲜配制，尽可能缩短在空气中暴露的时间）。
6．上样 将柱中多余的液体从底部流出后关闭止水螺丝,取前面制备好的血红蛋白样品0.5ml，将样品溶液小心加到凝胶柱上，打开止水螺丝，使样品溶液流入柱内。
7．洗脱 用缓冲液进行洗脱，控制缓冲液在约每5秒一滴的流速，观察并记录实验现象。
8．清洗 待所有色带流出层析柱后，加快流速，继续清洗层析柱5min
『贰』 丙二酸的抑制作用
如未加特殊说明,本实验所用溶液的浓度表示法均为百分浓度W/V.
实验一 转氨酶GPT活性的测定
【 原 理 】
转氨酶是体内重要的一类酶.转氨酶催化α–氨基酸的α–氨基与α–酮酸的α–酮基之间的相互转化,从而生成一种新的氨基酸与一种新的酮酸,这种作用称为转氨基作用.它在生物体内蛋白质的合成,分解等中间代谢过程中,在糖,脂及蛋白质三大物质代谢的相互联系,相互制约及相互转变上都起着很重要的作用.
在动物机体中活力最强,分布最广的转氨酶有两种:一种为谷氨酸草酰乙酸转氨酶(glutamic-Oxaloacetate transaminase简称GOT),另一种为谷氨酸丙酮酸转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase简称GPT).本实验以谷氨酸丙酮酸转氨酶为例.它的催化反应如下:
GPT
丙氨酸 + α–酮戊二酸 谷氨酸 + 丙酮酸
37℃
由上可见此反应最终产物是丙酮酸.测定单位时间内丙酮酸的产量即可得知转氨酶的活性.
丙酮酸可与2,4–二硝基苯肼反应,形成丙酮酸二硝基苯腙,在碱性溶液中呈棕红色,显色的深浅在一定范围内可反映所生成的丙酮酸量多少,与同样处理的丙酮酸标准液进行比色,计算出其含量,以此测定转氨酶的活性.
丙酮酸 + 2,4–二硝基苯肼 丙酮酸–2,4–二硝基苯腙(棕红色)
本实验用金氏(King)法(1)测定转氨酶的活性单位为:每毫升血清与基质在37℃下作用60分钟,生成1μmol丙酮酸为1个单位.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1.1/15 mol/L pH7.4磷酸盐缓冲溶液:
甲液:1/15 mol/L磷酸氢二钠溶液:称取磷酸氢二钠(Na2HPO4)9.47g(或Na2HPO4 · 12H2O 23.87g)溶解于蒸馏水中,定容至1 000 ml.
乙液:1/15 mol/L磷酸二氢钾溶液:称取磷酸二氢钾(KH2PO4)9.078g,溶解于蒸馏水中,定容至1 000 ml.
取甲液825 ml乙液175 ml混合,测其pH为7.4即1/15 mol/L pH7.4磷酸盐缓冲液.
2.GPT基质液:精确称取a–酮戊二酸29.2 mg及DL–丙氨酸1.78g,溶于1/15 mol/L pH 7.4的磷酸盐缓冲液50ml 中溶解,加1mol/L NaOH溶液0.5ml,校正pH至7.4.再以pH 7.4的磷酸缓冲液定容至100ml,充分混合,冰冻贮存.
3.2,4–二硝基苯肼溶液:精确称取2,4–二硝基苯肼20mg,先溶解于10ml浓盐酸中(可加热助溶),再以蒸馏水稀释至100ml(有沉渣可过滤),棕色瓶内保存.(注意:此溶液配制时释放大量的热和难闻气味配制时应戴上口罩)
4.丙酮酸标准液(1ml = 2μmol丙酮酸即2mmol/L):精确称取丙酮酸钠22mg于100ml容量瓶中,用1/15 mol/L pH 7.4磷酸盐缓冲溶液稀释至刻度.此溶液应新鲜配制,不能存放.
5.0.4 mol/L氢氧化钠溶液:称取16g氢氧化钠溶解于蒸馏水中,定容至1 000ml.
6.1mol/L氢氧化钠溶液:称取4g氢氧化钠溶解于蒸馏水中,定容至1 00ml.
7.血清300ml.
二 器材
1.水浴锅.
2.分光光度计.
【 操 作 】
1.标准曲线制作:取6支试管按下表操作.
试管号
试 剂
1 2 3 4 5 6
丙酮酸标准液 (ml)
GPT基质液 (ml)
PH7.4磷酸缓冲液(ml)
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25
0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
水浴37℃,10分钟
2,4二硝基苯肼溶液(ml) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
保温37℃,20分钟
0.4N氢氧化钠溶液 (ml) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
相当活性(单位数) 空白 100 200 300 400 500
混匀后,用分光光度计在520nm波长处进行比色测定,以空白调零,读取各管吸光度读数.以各管相应的转氨酶活性单位值为横坐标,吸光度值为纵坐标,用坐标纸绘制标准曲线.
2.GPT测定:取2支洁净的试管按下表操作.
试 剂 空 白 测 定
血 清 (ml) 0.1 0.1
G PT基质液 (ml) -- 0.5
混匀, 37℃水浴,60分钟
G PT基质液 (ml) 0.5 --
2,4二硝基苯肼溶液 (ml) 0.5 0.5
混匀, 37℃水浴,20分钟
0.4mol/L氢氧化钠 (ml) 5.0 5.0
混匀,放置5分钟,用分光光度计在波长520nm波长处进行比色测定,以空白调零,读取测定管吸光度值.
【 实验结果 】
所测得的吸光度值在已绘制好的标准曲线上直接查对,即可得知待测转氨酶的活性单位.
【 注意事项 】
1.测定血清中转氨酶活性主要有金氏 (King) 法,赖氏 (Reitman—Frankel)法和改良穆氏(Mohun)法.这三种方法的原理,试剂和操作方法包括血清和试剂的用量及作用温度均相同,不同之处是金氏法酶作用时间为60分钟,而其他二法为30分钟.因此活性单位定义不同.
2.转氨酶只作用于L–型氨基酸,对D–型氨基酸无催化能力.实验中所用的是DL–型的混旋氨基酸.若采用L–型时,则用量比DL–型少一半.
3.所用仪器应清洁,不应含有酸,碱,Zn2+,Ca2+,Hg2+,Ag+等蛋白沉淀剂.
4.血清不应溶血,因血细胞内转氨酶含量较多.样品采集后应当日进行测定,否则应将血清分离后贮存于冰箱.
5.温度及时间一定要严格控制,准确掌握.pH要准确以免影响酶活性.
实验二 过氧化氢酶及过氧化物酶的作用
【 原 理 】
在生物机体内,某些代谢物由于需氧脱氢的结果而产生对机体有害的过氧化氢.体内的过氧化氢酶能催化过氧化氢分解成水和分子氧,使过氧化氢不致在体内积累.因此,过氧化氢酶具有保护生物机体的作用.
过氧化氢酶是一种以铁卟啉为辅基的酶,它广泛存在于动植物组织中.
过氧化物酶也是一种以铁卟啉为辅基的酶,它能催化过氧化氢释放出新生态氧以氧化某些酚类和胺类物质,例如,氧化溶于水中的焦性没食子酸生成不溶于水的焦性没食子橙(橙红色).其作用机制如下:
E + H2O2 E–H2O2
E–H2O2 + H2O2 E + 2 H2O + O2
【 试剂和器材 】
一 试剂
2%过氧化氢溶液:此溶液易见光分解,应新鲜配制.
1%焦性没食子酸溶液:焦性没食子酸1g,用蒸馏水溶解并配至100ml.此溶液易
氧化,应新鲜配制.
铁粉.
二 材料
鲜猪肝糜.
马铃薯或血液.
白菜梗提取液:白菜梗约5g,切成细块,置研钵内,加蒸馏水15ml研磨成浆,转
移出滤液,备用.
【 操 作 】
1.过氧化氢酶的作用
取试管5支,按下表操作:
试管 2% H2O2(ml) 新鲜肝糜 (g) 煮沸肝糜(g) 生马铃薯(g) 熟马铃薯(g) 铁粉
1 3 0.5 - - - -
2 3 - 0.5 - - -
3 3 - - 1 - -
4 3 - - - 1 -
5 3 - - - - 少许
加毕,观察有无气泡放出,特别是肝糜周围和马铃薯周围.
2.过氧化物酶的作用
取试管4支,按下表操作:
试管 1%焦性没食子酸 2% H2O2 蒸馏水 白菜梗提取液 煮沸的白菜梗提取液
(ml) (滴) (ml) (ml) (ml)
1 2 2 2 - -
2 2 - - 2 -
3 2 2 - 2 -
4 2 2 - - 2
摇匀后,观察并记录各管颜色变化和沉淀的出现.
实验三 琥珀酸脱氢酶及丙二酸的抑制作用
【 原 理 】
琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中的一个重要的酶,测定细胞中有无这种酶可以初步鉴定
三羧酸循环途径是否存在.琥珀酸脱氢酶可使其底物脱氢,产生的氢可通过一系列传递体最后递给氧而生成水.在缺氧的情况下,若有适当的受氢体也可显示出脱氢酶的作用.如心肌中的琥珀酸脱氢酶在缺氧的情况下,可使琥珀酸脱氢生成延胡索酸,脱下之氢可将蓝色的甲烯蓝还原成无色的甲烯白.这样,便可以显示琥珀酸脱氢酶的作用.
琥珀酸 + 甲烯蓝 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸 + 甲烯白
丙二酸的化学结构与琥珀酸相似,它能与琥珀酸竞争而和琥珀酸脱氢酶结合.若琥珀酸脱氢酶已与丙二酸结合,则不能再催化琥珀酸脱氢,这种现象称为竞争性抑制.如相对地增加琥珀酸的浓度,则可减轻丙二酸的抑制作用.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1.1.5%琥珀酸钠溶液:取琥珀酸钠1.5g,用蒸馏水溶解并稀释至100ml.如无琥珀酸钠可用琥珀酸配成水溶液后,以氢氧化钠溶液中和至pH7~8.
2.1%丙二酸钠溶液:取丙二酸钠1g,用蒸馏水溶解并稀释至100ml.
3.0.02%甲烯蓝溶液.
4.1/15mol/LNa2HPO4溶液:取Na2HPO4 · 2H2O 11.88g,用蒸馏水溶解并稀释至1 000ml.
5.液体石蜡.
二 器材
1.玻璃匀浆器.
2.离心机.
三 材料
新鲜猪心.
【 操 作 】
1.猪心脏制备液:称取新鲜猪心1.5~2.0g玻璃匀浆器放中,加入等体积的石英砂及1/15mol/LNa2HPO4溶液3~4ml,捣碎成浆,再加入6~7ml1/15mol/LNa2HPO4溶液,放置一小时,不时摇动,离心(3000r/min 10 min)取上清液备用.
2.取4支试管,编号并按下表操作:
试管 心脏制备液 1.5%琥珀酸钠溶液 1%丙二酸钠溶液 蒸馏水 0.02%甲烯蓝溶液
(滴) (滴) (滴) (滴) (滴)
1 5 5 - 10 2
2 5(先煮沸) 5 - 10 2
3 5 5 5 5 2
4 5 10 5 5 2
3.各管溶液混匀后,每管各加液体石蜡一薄层(约5~10滴).为什么
4.各管置于37℃水浴中,半小时内观察各管颜色变化,比较其速度并说明原因.然后将第一管用力摇动,观察其有何变化 为什么
实验四 γ–球蛋白的分离
【 原 理 】
中性盐 (如硫酸铵,硫酸钠,氯化钠,硫酸镁等)对球状蛋白质的溶解度有显著影响.随着中性盐浓度的增加,离子强度也增加.当溶液离子强度增加到一定数值时,溶液中蛋白质的溶解度开始下降.离子强度增加到足够高时,蛋白质可从水溶液中沉淀出来,这种现象叫做盐析.各种蛋白质的溶解度不同,因而可利用不同浓度的高浓度盐溶液来沉淀分离各种蛋白质.
蛋白质是一种生物大分子,它具有不能通过半透膜的性质.透析就是利用这种性质使之与其它小分子物质如无机盐,单糖等分开.本次实验应用的是脱盐透析,即盐析后,将含大量盐类的蛋白质溶液放在半透膜的袋内,再将透析袋浸入蒸馏水中.经过一段时间,袋内的盐类浓度即逐渐降低.若经常更换袋外的液体,最后即可使袋内的蛋白质溶液中所含的盐类除净,从而达到脱盐的目的.应用不同浓度硫酸铵分段盐析法将血清中γ–球蛋白及α,β球蛋白分离,最后用透析法脱盐,即可得到纯度较高的γ–球蛋白.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1.pH 7.2,0.01mol/L磷酸盐缓冲液生理盐水(简称PBS): 取0.2mol/L Na2HPO4溶液36.0ml,0.2mol /L NaH2PO4溶液14.0ml混合,加NaCl 8.5克,用蒸馏水稀释至1 000ml.
2.pH7.2饱和硫酸铵溶液:用浓氨水将2 000ml饱和硫酸铵溶液调pH到7.2.
3.纳氏试剂:
纳氏试剂贮存液:于500ml三角烧瓶内加入碘化钾150克,碘110克,汞50克及蒸馏水l00ml,用力振荡7~15分钟,至碘色将转变时,此混合液即产生高热.随即将此烧瓶浸于冷水内振荡,直至棕色之碘转变成带绿色之碘化钾汞溶液为止.将上清液倾入2 000ml量筒内,并用蒸馏水洗涤瓶内沉淀物数次.将洗涤液一并倾入量筒内,加蒸馏水至2 000ml刻度后,混匀即成.
纳氏试剂应用液:取10%氢氧化钠700ml,钠氏试剂贮存液150ml及蒸馏水150ml混匀即成,如显混浊,可静置数日后取上清液使用.此试剂之酸碱度极为重要.用lmol/L盐酸溶液20ml滴定时,需此试剂11～11.5ml恰好使酚酞指示剂变成红色时最为适宜.否则必须纠正其酸碱度.
4.双缩脲试剂:溶解1.50克硫酸铜(CuSO4·5H2O)和6.0克酒石酸钾钠(NaKC4H406 · 4H20)于500ml蒸馏水中.在搅拌下加入10%氢氧化钠溶液300ml,用蒸馏水稀释到1升,贮存在内壁涂以石蜡的瓶中,可长期保存.
5.浓蔗糖液:蔗糖的饱和溶液.
6.10%氢氧化钠:取10克氢氧化钠溶解于蒸馏水中,定容至100ml.
二 器材
1.透析袋.
2.磁力搅拌器.
3.离心机.
三 材料
兔血清
【 操 作 】
一 盐析
1.取离心管1支加入血清2ml,再加入等量PBS稀释血清,摇匀后,逐渐加入pH7.2饱和硫酸铵溶液2ml(相当于33%饱和度硫酸铵),边加边摇.然后静止半小时,再离心(3 000r/min)20分钟,倾去上清液(主要含白蛋白).
2.用lml PBS将离心管底部的沉淀搅拌溶解,再逐滴加饱和硫酸铵溶液0.5m1.摇匀后放置半小时,离心(3 000r/min)20分钟,倾去上清液(主要含α,β球蛋白),其沉淀即为初步纯化的γ–球蛋白.如要得到更纯的γ–球蛋白,可重复盐析过程1～2 次.
3.把提取的γ–球蛋白用1 mlPBS悬浮.
二 透析脱盐与浓缩
1.将盐析得到的γ–球蛋白放入透析袋内,用线绳缚紧上口,用玻璃棒悬在盛有半杯蒸馏水的100ml烧杯中,使透析袋下半部浸入水中.
2.将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌1小时以上(中间换水1～2次),然后将透析袋取下.小心将线绳解开,吸取袋内的液体,与烧怀中的水同时用双缩脲试剂检查袋内外的蛋白质,用纳氏试剂检查袋内外液体中的铵离子(NH4+),观察透析法的脱盐效果.
3.脱盐后得到的γ–球蛋白溶液可继续浓缩,即用透析袋装好悬于盛有10ml浓蔗糖或聚乙二醇溶液的小烧杯内1小时以上,观察袋内液体体积的变化.
实验五 γ–球蛋白含量测定(光度分析法)
【 原 理 】
双缩脲法是蛋白质光度分析法的一种,是利用蛋白质的双缩脲反应而测定蛋白质含量的方法.因蛋白质含有两个以上的肽键,所以有双缩脲反应.在碱性溶液中蛋白质与Cu2+形成紫红色络合物,其颜色的深浅与蛋白质的浓度成正比,而与蛋白质的分子量及氨基酸成分无关.在一定的实验条件下,未知样品溶液与标准蛋白质溶液同时反应,并于540~560nm测定,即可以通过标准蛋白质的标准曲线求出未知样品的蛋白质浓度.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1.标准酪蛋白溶液(5mg/ml):用0.05mol/L NaOH溶液配制:5g酪蛋白加0.05mol/L NaOH溶液至1 000ml.
2.双缩脲试剂:溶解1.5g硫酸铜(CuSO4 · 5H2O)和6.0 g酒石酸钾钠(NaKC4H4O6 · 4H2O)于500ml蒸馏水中.在搅拌下加入10% NaOH溶液300ml,用蒸馏水稀释到1升,贮存在内壁涂有石蜡的瓶中,可长期保存.
3.未知蛋白质溶液:γ–球蛋白溶液.
二 器材
分光光度计.
【 操 作 】
1.标准曲线的绘制:取6支试管按下表操作.
试 剂 1 2 3 4 5 6
标准酪蛋白溶液(ml) 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
蒸馏水 (ml) 2 1.6 1.2 0.8 0.4 0
双缩脲试剂 (ml) 4 4 4 4 4 4
室温下(15~25℃)放置30分钟,用分光光度计于540nm测定.以光密度为纵坐标,酪蛋白含量为横坐标用坐标纸绘制标准曲线.
2.γ–球蛋白溶液浓度的测定:取3支试管按下表操作.
试 剂 空白管 测定1 测定2
γ–球蛋白溶液(ml) - 1 1
蒸馏水 (ml) 2 1 1
双缩脲试剂 (ml) 4 4 4
摇匀,放置30分钟,540nm测定读取光密度.
【 实验结果 】
求出待测蛋白质溶液的光密度后,从标准曲线上查出其蛋白质浓度,按稀释倍数求出每毫升蛋白质溶液的蛋白质含量.
实验六 凝胶柱层析法(γ–球蛋白纯化)
【 原 理 】
凝胶层析(gel chromatography),又称为凝胶过滤(gel filtration),分子筛过滤(molecular sieve filtration),凝胶渗透层析(gel osmotic chromatography)等.它是20世纪60年代发展起来的一种层析技术.其基本原理是利用被分离物质分子大小不同及固定相(凝胶)具有分子筛的特点,将被分离物质各成分按分子大小分开,达到分离的方法.
凝胶是由胶体粒子构成的立体网状结构.网眼里吸满水后凝胶膨胀呈柔软而富于弹性的半固体状态.人工合成的凝胶网眼较均匀地分布在凝胶颗粒上有如筛眼,小于筛眼的物质分子均可通过,大于筛眼的物质分子则不能,故称为"分子筛".凝胶之所以能将不同分子的物质分开是因为当被分离物质的各成分通过凝胶时,小于筛眼的分子将完全渗入凝胶网眼,并随着流动相的移动沿凝胶网眼孔道移动,从一个颗粒的网眼流出,又进入另一颗粒的网眼,如此连续下去,直到流过整个凝胶柱为止,因而流程长,阻力大,流速慢;大于筛眼的分子则完全被筛眼排阻而不能进入凝胶网眼,只能随流动相沿凝胶颗粒的间隙流动,其流程短,阻力小,流速快,比小分子先流出层析柱;小分子最后流出.分子大小介于完全排阻不能进入或完全渗入凝胶筛眼之间的物质分子,则居中流出.这样被分离物质即被按分子的大小分开.
用于凝胶层析的凝胶均为人工合成的产品,主要有交联葡聚糖(商品名为Sephadex),琼脂糖(商品名为Sepharose),聚丙烯酰胺凝胶(商品名为Bio–gel)及具有一定网眼的细玻璃珠等和这些凝胶的衍生物.
本实验主要介绍葡聚糖凝胶,这是由葡萄糖的多聚物与1–氯–2,3–环氧丙烷 (CH2—CH—CH2C1)交连而成.环氧丙烷引入丙三醇基将链状的多聚葡萄糖单位交联起来,凝
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O 胶网眼的大小由多聚葡萄糖的分子和环氧丙烷的比例(交联度)来控制.
葡聚糖具有较强的亲水性,在水和电解质溶液中膨胀成为柔软而富于弹性的凝胶,其吸水能力与葡聚糖凝胶的交联度有密切关系.交联度大的,孔径小,吸水少,膨胀的程度小;交联度小的,孔径大,吸水多,膨胀的程度大.因此,葡聚糖凝胶孔径的大小可以其吸水量的大小来表示,常以G–10至G–200号码标记.G后面的数字是其吸水量(毫升水/克干胶)乘以10所得的值.如G–25即表示吸水量为2.5ml/g干胶.市售有G–10,G–25,G–50,G–75,G–100,G–150,G–200等型号.G–75以上的胶因吸水量大,膨胀后形态柔软易变,统称为软胶.G–75以下的称为硬胶.
葡聚糖凝胶可分离的分子大小从几百到数十万.可根据被分离物质的分子大小及目的选择使用.一般说Sephadex G–l0～15通常用于分离肽及"脱盐".Sephadex G–75～200用以分离各类蛋白质.
凝胶层析是一种物理分离法.葡聚糖凝胶基本上不带电荷呈多惰性,不与被分离物质发生反应,所以分离的效果较好.然而由于它是葡萄糖的聚合物,因而仍有少量活性羟基,能吸附少量蛋白质等被分离的物质.为了克服这个缺点,一般使用含有离子强度达0.08的NaCl等中性盐缓冲液作洗脱液.
本实验采用凝胶过滤法纯化γ–球蛋白,除去其中的硫酸铵,以达到纯化目的.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1.实验二提取出的γ–球蛋白
2.磷酸盐缓冲液(pH6.7,0.0175mol):取0.2mol/L Na2HPO4溶液43.5ml,0.2mol/L NaH2PO4溶液56.6ml混合,用蒸馏水稀释至1 000ml.
3.Sephadex G–25.
4.奈氏试剂
5.20%磺酰水扬酸
6.洗脱液:磷酸盐缓冲液(pH 7.0,0.01mol) 取0.2mol/L Na2HPO4溶液30.5ml,0.2mol /LNaH2PO4溶液19.4ml混合,加NaCl 8.5克,用蒸馏水稀释至1 000ml.
二 器材
1.lcm×20cm层析柱
2.洗脱瓶.
3.部分收集器
恒流泵
5.监测仪
【 操 作 】
1.凝胶处理:溶胀(水化):商品葡聚糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶均为干燥颗粒,使用前必须水化溶胀.商品琼脂糖凝胶呈悬浮胶体可直接用,玻璃球不用溶胀.
凝胶溶胀有两种方法:一种是将所需葡聚糖凝胶浸入蒸馏水中于室温下溶胀;另一种 是置于沸水浴中溶胀.各种葡聚糖在上述溶胀方法中所需的时间见实验原理部分.
必须浸泡足够的时间以使凝胶充分溶胀.两种方法中,沸水浴溶胀不但节省时间,还可以杀灭凝胶中污染的细菌并排出网眼.
凝胶溶胀后,需用蒸馏水洗涤几次,每次应将沉降缓慢的细小颗粒随水倾倒出去,以免在装柱后产生阻塞现象,降低流速.洗后将凝胶浸泡在洗脱液中待用.
一支层析柱中应该装入的干胶量可以用下法推算:称取1g所需型号的葡聚糖干胶,放在5ml量筒中,用室温溶胀的方法充分溶胀,观察溶胀后凝胶的体积.然后在层析柱中加水到所需柱床高度,将水倒出,量取柱床体积.根据1g干胶溶胀后的体积和所需柱床体积,即可推算出干胶的需要量.
2.装柱 将层析剂装入柱中进行层析的方法称柱层析法.作层析用的柱子称层析柱.层析柱有玻璃和透明塑料的两种.柱子的一端为进口,另一端为出口,出口端底部有烧结玻璃砂板或尼龙布,能阻止层析剂流出,溶剂则可流过.如果没有市售的层析柱,可以选用粗细均匀,长短合适的玻璃管,在两端塞上合适的胶塞,胶塞中插人细玻璃管,在一端放一层尼龙布为出口,即可作为层析柱使用.层析柱的长短粗细根据实验的目的而定,一般说来,凝胶层析时柱越长,分离效果越好.但柱过长,层析时间长,样品易稀释造成扩散,反而影响分离效果.柱的内径不宜较细,直径1cm以下的柱易发生"管壁效应",即柱中部分的物质组分移动较快,管壁周围的则移动较慢,造成分离混乱.当然柱的内径也不宜过粗.
凝胶层析中,在把小分子物质(mw<1 500),如无机或其他物质与大分子物质 (mw0.5ml/支).
配制测定试剂:1号试剂:2号试剂:3号试剂=1.0:0.1:0.1,混匀.临用前视需要量配制,现用现配.
二 器材
1.水浴锅
2.分光光度计
三 材料
血清
【 操 作 】
试剂测定管(U) 标准管(S) 空白管(B)
血清 (μl)(1:5) 30 – –
标准液 (μl) – 30 –
测定试剂 (ml) 0.6 0.6 0.6
蒸馏水 (ml) 0.25 0.25 0.28
4号应用液(ml) 0.15 0.15 0.15
充分混匀,置37℃水浴30分钟
显色剂 (ml) 1.0 1.0 1.0
血清(1:5):0.1ml+0.4ml生理盐水1:5稀释后使用.
混匀,室温10分钟后,分光光度计550nm,1cm厚度比色杯比色,用蒸馏水调零.
酶活性单位表示:SOD抑制率达50%时所对应的SOD量为一个单位.结果以每毫升酶单位表示.
【 实验结果 】
SOD U/ml = B-U/B-S×33.3×标准液体积/样品的体积
=B-U/B-S×33.3×30/30×1000/5000
=B-U/B-S×167
正常参考值:人血清SOD:59.5±17.1U/ml(血清取样量6μl)
实验十七 等电聚焦法测定SOD等电点
【 原 理 】
等电点聚焦就是在电泳槽中放入载体两性电解质,当通以直流电时,两性电解质即形成一个由阳极到阴极逐步增加的pH梯度,当蛋白质放进此体系时,不同的蛋白质即移动到或聚焦于与其等电点相当的pH位置上.等电聚焦的优点是:有很高的分辨率,可将等电点相差0.01-0.02 pH单位的蛋白质分开;一般电泳由于受扩散作用的影响,随着时间和所走的距离加长,区带越走越宽,而等电聚焦能抵消扩散作用,使区带越走越窄;由于这种电聚焦作用,不管样品加在什么部位,都可聚焦到其电点,很稀的样品也可进行分离;可直接测出蛋白质的等电点,其精确度可达0.01pH单位.
载体两性电解质必需具备的条件:(1)在等电点处必需有足够的缓冲能力,以便能控制pH梯度,而不致被样品蛋白质或其他两性物质的缓冲能力改变pH梯度的进程. (2)在等电点必需的足够高电导,以便使一定的电流通过,而且要求具备不同pH值的载体有相同的电导系数,使整个体系中的电导均匀,如果有局部电导过小,就会产生极大的电位降,从而其他部分电压就会太小,以致不能保持梯度,也不能使应聚焦的成分进行电迁移,达到聚焦.(3)分子量要小,便于与被分离的高分子物质用透析或凝胶过滤法分开. (4)化学组成应不同于被分离物质,不干扰测定.(5)应不与分离物质反应或使之变性.总起来说,当一个两性电解质的等电点介于两个很近的pk值之间时,它在等电点的解离度大,缓冲能力强,而且电导系数高,这就是好的载体两性电解质.
理想的载体两性电解质的合成:具有几个pH值很相近的多乙烯多胺(如五乙烯六胺)为原料,与不饱和酸(如丙烯酸)发生加合反应:加合反应优先加在α,β饱和酸的β碳原子上,调节胺和酸的比例可以加上一个或多个羧基,这种合成方法与一般有机会合成不同,有机合成一般要求合成的产物越纯越好,而这里要求合成出的产物越复杂越好,要有多异构物和同系物,以保证的很多具有不同而又互相接近的pK值和pI值,从而得到平滑的pH梯度.载体两性电解质的等电点在pH3-10的范围,分子量在300-1000之间,它们的缓冲能力等于或优于组氨酸,电导性能良好,可以使电场强度分布较均匀,它们的水溶性良好,在1%水溶液中的紫外吸收值(260mμ)很低.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1. 1mol/LNa3PO3
2. 1mol/LNaOH
3. 1%甘氨酸
4.染色液:0.2%考马斯亮蓝
5.10%三氯乙酸
6.5%磺基水杨酸
7.电泳仪
8.脱色液:35%无水乙醇与10%冰乙酸等体积混和
9.20%甘油
二 器材
1.微量注射器
2.薄层胶片
3.滤纸
三 材料
透析后的蛋白质样品
【 操 作 】
1.薄层胶片的灌制
(1)配制凝胶溶液(2)架制胶室(3)灌胶(4)保存
2.样品的预处理:透析除盐,用1%甘氨酸或载体两性电解质为溶剂溶解透析后的蛋白质样品.
3.样品的施加: 将滤纸(擦净纸)剪成0.4×0.5cm2的小方块,先贴在胶质上,再用微量注射器滴加一定量的样品.
4.电极液的施加:电极液采用1mol/LNa3PO3为正极液,1mol/LNaOH为负极液.用滤纸条浸润电极液,然后分正负极,贴加在薄层胶片的两端.
5. 电泳的条件: 4℃下电泳或室温通冷凝水电泳.起始电压为60V,15分钟调至120V,转而恒流(每cm胶片长度0.8-1.0mA),约1小时左右,电压便上升到600～700V,再转而恒压600V或700V,维持3～3.5小时即可结束电泳.
6.pH梯度的测定: 把1×7 cm2薄层胶片切下来,分成14等分,每份加0.4ml重蒸水,搅碎后,测出pH.
7.染色及保存: 蛋白质染色步骤:5%磺基水杨酸与10%三氯乙酸等体积混合固定1小时;置脱色液(35%无水乙醇与10%冰乙酸等体积混匀)45min;0.2%考马斯亮蓝R250的脱色液溶液(W/V)染色30min;置脱色液中,37℃温箱内过夜.染色后的胶片可放在20%甘油中,也可制成干片.
8.等电点的测定: 测定染色后所分离的区带距正极端的长度,按pH曲线找出其相应的等电点.
实验十八 牛乳中酪蛋白磷酸肽的制备
【 原 理 】
牛乳中含丰富的蛋白质,其中主要是酪蛋白.酪蛋白在牛乳中约占总蛋白量的5/6.酪蛋白是一种含磷蛋白的不均一混合物.蛋白质在其等电点pH溶液中溶解度降低.将牛乳的pH调整至4.8,即酪蛋白的等电点时,酪蛋白即沉淀出来.用乙醇除去酪蛋白沉淀中不溶于水的脂肪,得到纯的酪蛋白.牛乳酪蛋白中含有磷酸肽,其活性中心是磷酸化的丝氨酸和谷氨酸簇,是最有效的促钙吸收因子.酪蛋白经酶水解可产生酪蛋白磷酸肽.氮磷比是评价CPP产品质量的最重要指标,氮磷比(N/P)越小,则CPP产品中磷酸基密度越高和肽链越短,它促进人体对钙吸收的生理活性也越高,N/P一般应小于7.5.
【 试剂和器材 】
一 试剂
1.乙酸钠缓冲液(0.2mol/L pH4.6)
2.1%NaOH
3.10%乙酸
4.乙醇
5.乙醚
6.0.1mol/LnaOH
7.胰蛋白酶
8.pH7.4,0.1mol/LTris-HCl缓冲液
二 器材
1.pH计
2.离心机
3.表面皿
4.
三 材料
1.新鲜牛乳
2.酪蛋白
【 操 作 】
酪蛋白的制备
取新鲜牛乳300ml,放入250ml烧杯中加热至40℃.加入100ml加热至同样温度的乙酸钠缓冲液,一边加一边摇动,并用pH计检测,调整混合液的pH为4.8(用1%NaOH或10%乙酸进行调整).冷却至室温,继续放置5分钟,离心(2500r/min,20min)获沉淀物,用少量蒸馏水洗几次,过滤.将洗净的沉淀物悬浮在约 30ml乙醇中,离心得沉淀,用乙醇和乙醚等量混合液洗涤两次,最后用50ml乙醚洗一次.取出抽干的粉状物,摊开在表面皿上,使乙醚完全挥发.
『叁』 仪器分析——层析技术二、层析法实验技术
（一）凝胶层析法
凝胶层析又称分子筛过滤、排阻层析等。它的突出优点是层析所用的凝胶属于惰性载体，不带电荷，吸附力弱，操作条件比较温和，可在相当广的温度范围下进行，不需要有机溶剂，并且对分离成分理化斗旦晌性质的保持有独到之处。对于高分子物质有很好的分离效果。
⒈凝胶的选择根据实验目的不同选择不同型号的凝胶。如果实验目的是将样品中的大分子物质和小分子物质分开，由于它们在分配系数上有显著差异，这种分离又称组别分离，一般可选用SephadexG-25和G-50，对于小肽和低分子量的物质（1000-5000）的脱盐可使用SephadexG-10，G-15及Bio-Gel-p-2或4.如果实验目的是将样品中一些分子量比较近似的物质进行分离，这种分离又叫分级分离。一般选用排阻限度略大于样品中分子量物质的凝胶，层析过程中这些物质都能不同程度地深入到凝胶内部，由于Kd不同，最后得到分离。
⒉柱的直径与长度根据经验，组别分离时，大多采用2-30cm长的层析柱，分级分离时，一般需要100cm左右长的空锋层析柱，其直径在1-5cm范围内，小于1cm产生管壁效应，大于5cm则稀释现象严重。长度L与直径D的比值L/D一般宜在7-10之间，但对移动慢的物质宜在30-40之间。
⒊凝胶柱的制备凝胶型号选定后，将干胶颗粒悬浮于5-10倍量的蒸馏水或洗脱液中充分溶胀，溶胀之后将极细的小颗粒倾泻出去。自然溶胀费时较长，加热可使溶胀加速，即在沸水浴中将湿凝胶浆逐渐升温至近沸，1-2小时即可达到凝胶的充分胀溶。加热法既可节省时间又可消毒。
凝胶的装填：将层析柱与地面垂直固定在架子上，下端流出口用夹子夹紧，柱顶可安装一个带有搅拌装置的较大容器，柱内充满洗脱液，将凝胶调成较稀薄的浆头液盛于柱顶的容器中，然后在微微地搅拌下使凝胶下沉于柱内，这样凝胶粒水平上升，直到所需高度为止，拆除柱顶装置，用相应的滤纸片轻轻盖在凝胶床表面。稍放置一段时间，再开始流动平衡，流速应低于层析时所需的流速。在平衡过程中逐渐增加到层析的流速，千万不能超过最终流速。平衡凝胶床过夜，使用前要检查层析床是否均匀，有无“纹路”或气泡，或加一些有色物质来观察色带的移动，如带狭窄、均匀平整说明层析柱的性能良好，色带出现歪曲、散乱、变宽时必须重新装柱。
⒋加样和洗脱凝胶床经过平衡后，在床顶部留下数亳升洗脱液使凝胶床饱和，再用滴管加入样品。一般样品体积不大于凝胶总床体积的5％-10％。样品浓度与分配系数无关，故样品浓度可以提高，但分子量较大的物质，溶液的粘度将随浓度增加而增大，使分子运动受限，故样品与洗脱液的相对粘度不得超过1.5-2.样品加入后打开流出口，使样品渗入凝胶床内，当样品液面恰与凝胶床表面相平时，再加入数毫升洗脱液中洗管壁，使其全部进入凝胶床后，将层析床与洗脱液贮瓶及收集器相连，预先设计好流速，然后分部收集洗脱液，并对每一馏份做定性、定量测定。
⒌凝胶柱的重复使用、凝胶回收与保存一次装柱后可以反复使用，不必特殊处理，并不影响分离效果。为了防止凝胶染菌，可在一次层析后加入0.02％的叠氮钠，在下次层析前应将抑菌剂除去，以免干扰洗脱液的测定。
如果不迟碰再使用可将其回收，一般方法是将凝胶用水冲洗干净滤干，依次用70％、90％、95％乙醇脱水平衡至乙醇浓度达90％以上，滤干，再用乙醚洗去乙醇、滤干、干燥保存。湿态保存方法是凝胶浆中加入抑菌剂或水冲洗到中性，密封后高压灭菌保存。
⒍凝胶层析的应用
⑴脱盐：高分子（如蛋白质、核酸、多糖等）溶液中的低分子量杂质，可以用凝胶层析法除去，这一操作称为脱盐。本法脱盐操作简便、快速、蛋白质和酶类等在脱盐过程中不易变性。适用的凝胶为SephadexG-10、15、25或Bio-Gel-p-2、4、6.柱长与直径之比为5-15，样品体积可达柱床体积的25％-30％，为了防止蛋白质脱盐后溶解度降低会形成沉淀吸附于柱上，一般用醋酸铵等挥发性盐类缓冲液使层析柱平衡，然后加入样品，再用同样缓冲液洗脱，收集的洗脱液用冷冻干燥法除去挥发性盐类。
⑵用于分离提纯：凝胶层析法已广泛用于酶、蛋白质、氨基酸、多糖、激素、生物碱等物质的分离提纯。凝胶对热原有较强的吸附力，可用来去除无离子水中的致热原制备注射用水。
⑶测定高分子物质的分子量：用一系列已知分子量的标准品放入同一凝胶柱内，在同一条件下层析，记录每一分钟成分的洗脱体积，并以洗脱体积对分子量的对数作图，在一定分子量范围内可得一直线，即分子量的标准曲线。测定未知物质的分子量时，可将此样品加在测定了标准曲线的凝胶柱内洗肿后，根据物质的洗脱体积，在标准曲线上查出它的分子量。
⑷高分子溶液的浓缩：通常将SephadexG-25或50干胶投入到稀的高分子溶液中，这时水分和低分子量的物质就会进入凝胶粒子内部的孔隙中，而高分子物质则排阻在凝胶颗粒之外，再经离心或过滤，将溶胀的凝胶分离出去，就得到了浓缩的高分子溶液。
（二）离子交换层析法
离子交换层析法是以具有离子交换性能的物质作固定相，利用它与流动相中的离子能进行可逆的交换性质来分离离子型化合物的一种方法。
⒈离子交换剂预处理和装柱对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。
⒉加样与洗脱加样：层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1％-5％。
洗脱：已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积：C1、C2分别表示容器中溶液的浓度；V为流出体积对总体积之比。当A1＝A2时为线性梯度，当A1＞A2时为凹形梯度，A1＞A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求：①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不致于太拥挤。②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
⒊洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目的物的位置，并回收目的物。
⒋离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20％NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002％氯已定（洗必泰），阳离子交换剂可用乙基硫柳汞（0.005％）。有些产品建立用0.02％叠氮钠。
⒌离子交换层析的应用离子交换层析技术已广泛用于各学科领域。在生物化学及临床生化检验中主要用于分离氨基酸、多肽及蛋白质，也可用于分离核酸、核苷酸及其它带电荷的生物分子。
『肆』 凝胶过滤层析的原理是什么
凝胶过滤层析的原理是利用具有多孔网状结构的颗粒的分子筛作用，根据被分离样品中各组分相对分子质量大小的差异进行洗脱分离，主要是根据蛋白质的大小和形状，即蛋白质的质量进行分离和纯化。
凝胶过滤层析也称分子筛层析、排阻层析，小分子物质能进入其内部，流下时路程较长，而大分子物质却被排除在外部，下来的路程短，当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时，溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。
『伍』 凝胶层析法分离血红蛋白和硫酸铜的注意事项
分离和提纯蛋白质方法多种多样，其中最为重要的一种方法就是凝胶过滤层析。凝胶过滤层析是根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法，是一种有效的液相层析色谱技术，具有设备简单、操作方便、分离迅速及不影响分子的生物学活性等优点，目前已广泛应用于各种生物大分子物质的分离和纯化[1]。作为一项基本的实验技能，在农业类院校已经把凝胶过滤分离血红蛋白与硫酸铜作为生物化学教学的一项基本实验[2]。凝胶层析技术不仅被广泛应用于科研与教学，同时也是医学和生物技术类院校普遍安排的对本科生和研究生的生化实验[3，4]。通过凝胶过滤分离血红蛋白与硫酸铜，让学生充分了解凝胶过滤层析的工作原理、方法及应用等，初步掌握凝胶过滤分离技术。但由于实验过程步骤复杂、耗时过长，或者实验结果不理想，再加上仪器、试剂、样品处理等原因的约束，而使其在本科生实验教学中很难开设。为了能让学生在两个学时内完成实验过程并且能掌握实验原理与实验的方法，我们进行了多次的预习实验，最后确定了一套实验方法与步骤，简化了实验过程，充分利用了试剂，对样品也进行了一些改进，在实验过程中使用直径为1cm、长为15cm的层析柱。利用较少的样品、简便的器材即可以完成操作，使其适合在本科生实验教学中开设[5]。现将整个实验方案介绍如下。
一、实验原理
凝胶过滤的方法广泛地应用于分离、提纯、浓缩生物大分子及脱盐等。凝胶是一种有立体网状结构的不溶性珠状颗粒物质，用它来分离物质，主要是根据多孔凝胶对不同半径的蛋白质分子具有不同的排阻效应进行分离。把样品加到充满凝胶颗粒的层析柱中用缓冲液洗脱，当被分离的混合物溶液通过凝胶的网孔向下运动时，由于大分子物质直径大于凝胶的网孔，不能进入胶粒内部而完全被排阻在外，沿着胶颗粒间的缝隙向下移动，所以大分子物质流程短、流速快，首先流出柱外。而一些小分子物质由于直径小于凝胶的网孔，不被排阻，可以自由扩散，进入凝胶的颗粒内部，而后又被经过的洗脱液带走。由于其不断地进入和流出凝胶颗粒，使其流程变长、移动速度变慢，小分子物质反而最后流出层析柱。这样就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。凝胶过滤层析又称之为排阻层析[1]（如Sephadex G-50），是一种按照分子量大小分离物质的层析方法[6]。
『陆』 凝胶过滤层析常用介质有哪些凝胶过滤层析技术有何优点与用途
凝胶渗透层析就是按照溶质分子的大小不同而进行分离的一种层析技术。当溶质分子大小不同的样品溶液通过凝胶柱时，由于凝胶颗粒内部的网络结构具有分子筛效应，分子大小不同的溶质就会受到不同的阻滞作用。分子量大的因不易渗入网络，被排阻在颗粒之外，因而所受到的阻滞作用小，1.凝胶颗粒2.中分子3.小分子4.大分子先流出层析床，分子量小的因能渗透到网络图1、凝胶渗透层析原理示意图内部洗脱流程长，因而所受到的阻滞作用大，后流出层析床，这样就可以达到分离的目的。
凝胶层析的关键在于建立液固相平衡，然后以合适的洗脱速度将不同物质分离流出。温度高有利于快速建立液固相平衡。但是，温度高也造成溶质在液体中会扩散太快，导致分离效率降低。
目的是分离混合物，获得一定数量的纯净组分，这包括对有机合成产物的纯化、天然产物的分离纯化