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目的:通過凝膠層析法提高蘆薈多糖的含量
基本原理:凝膠是一種不帶電荷的具有三維空間的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、呈珠狀顆粒的物質(zhì),每個(gè)顆粒的細(xì)微結(jié)構(gòu)及篩孔的直徑均勻一致,像篩子,直徑大于孔徑的分子將不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部,便直接沿凝膠顆粒的間隙流出,稱為全排出。較小的分子在容納它的空隙內(nèi),自由出入,造成在柱內(nèi)保留時(shí)間長(zhǎng)。由此過程,較大的蘆薈多糖分子先被洗脫下來,而較小的分子后被洗脫下來,從而達(dá)到相互分離提純。
器材及試劑
玻璃層析柱;葡聚糖凝膠;蘆薈凝膠汁
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
干膠用量的計(jì)算
干膠用量(g)=柱床體積(ml)/凝膠的床體積(ml/g)
由于凝膠處理過程以及實(shí)驗(yàn)過程可能有一定損失,所以一般凝膠用量在計(jì)算的基礎(chǔ)上再增加10%~20%。
凝膠的處理:葡聚糖凝膠市售商品為干燥顆粒,使用前必須充分溶脹。方法是將欲使用的干凝膠緩慢地傾倒入5~10倍的去離子水中,進(jìn)行充分浸泡,然后用傾倒法除去表面懸浮的小顆粒,并減壓抽氣排除凝膠懸液中的氣泡,準(zhǔn)備裝柱。許多情況下,也可采用加熱煮沸方法進(jìn)行凝膠溶脹,此法不僅能加快溶脹速率,而且能除去凝膠中污染的細(xì)菌,同時(shí)排除氣泡。
凝膠柱的裝備:凝膠柱子裝的質(zhì)量好與差,是柱層析法能否成功分離純化物質(zhì)的關(guān)鍵步驟之一。一般要求柱子裝的要均勻,不能分層,柱子中不能有氣泡等。否則要重新裝柱。
首先選好柱子,根據(jù)層析的基質(zhì)和分離目的而定。一般柱子的直徑與長(zhǎng)度比為1∶10~50;同時(shí)將柱子洗滌干凈。然后關(guān)閉層析柱出口,裝入1/3柱高的洗脫液,將處理好的凝膠緩慢地倒入柱中,打開出水口,控制適當(dāng)流速,使凝膠均勻沉降,再加入一定量的洗脫液(控制凝膠不分層,否則必須重新裝柱)。最后用滴管吸去凝膠床面上的溶液,使洗脫液恰好流到床表面,同時(shí)關(guān)閉出水口。
加樣與洗脫:加樣要盡量快速、均勻。另外加樣量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可能造成較大的影響,加樣過多,會(huì)造成洗脫峰的重疊,影響分離效果;加樣過少,提純后各組分量少、濃度較低,實(shí)驗(yàn)效率低。加樣量的多少要根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定:凝膠柱較大,當(dāng)然加樣量就可以較大;樣品中各組分分子量差異較大,加樣量也可以較大;一般分級(jí)分離時(shí)加樣體積約為凝膠柱床體積的1%~5%左右,而分組分離時(shí)加樣體積可以較大,一般約為凝膠柱床體積的10%~25%。
加樣方法:如同離子交換柱層析一樣,凝膠床經(jīng)平衡后,吸去上層液體,待平衡液下降至床表面時(shí),關(guān)閉流出口,用滴管加入樣品液,打開流出口,使樣品液緩慢滲入凝膠床內(nèi)。當(dāng)樣品液面恰與凝膠床表面持平時(shí),小心加入數(shù)毫升洗脫液沖洗管壁。然后繼續(xù)用大量洗脫液洗脫。
洗脫:加完樣品后,將層析床與洗脫液儲(chǔ)瓶、檢測(cè)儀、分部收集器及記錄儀相連,根據(jù)被分離物質(zhì)的性質(zhì),預(yù)先估計(jì)好一個(gè)適宜的流速,定量地分部收集流出液,每組分一至數(shù)毫升。各組分可用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行定性或定量分析。
凝膠柱的重復(fù)使用與保存:當(dāng)樣品的各組分全部洗脫下來之后,即可加入新的樣品,繼續(xù)使用。
打開出水口,繼續(xù)用2~3倍床體積洗脫劑洗脫,洗脫后關(guān)閉出口,以備下次使用。
保存方法有三種:(1)在液相中保存最方便,即于凝膠懸液中加入防腐劑(一般為0.02%N2N3或0.002%洗必泰)或高壓滅菌后4℃保存。此方法至少可以保存半年以上。(2)用完后,以水沖洗,然后用60%~70%酒精液沖洗,凝膠體積縮小,即在半收縮狀態(tài)下保存。(3)長(zhǎng)期不用者,最好以干燥狀態(tài)保存,即水洗凈后,用含乙醇的水洗,逐漸加大乙醇用量,最后用95%的乙醇洗,可全部去水,再用乙烯去除乙醇,抽濾干,于60℃~80℃干燥后保存。
小結(jié):通過凝膠層析法提純蘆薈多糖,有效地去除了蘆薈凝膠汁里的小分子雜質(zhì),使蘆薈凝膠汁的多糖含量從原來的5%提高到18%,成為分離純化蘆薈大分子的一種重要手段。