کروماتوگرافی ژل تراوایی چیست؟
- کروماتوگرافی ژل تراوایی را فیلتراسیون ژل یا کروماتوگرافی حذف اندازه نیز مینامند.
- در کروماتوگرافی حذف اندازه، فاز ساکن یک ماتریکس متخلخل است که از ترکیباتی مانند پلی استایرن متقاطع، دکستران شبه متقاطع، ژلهای پلی آکریل آمید، ژل آگارز و غیره تشکیل شده است.
- جداسازی بر اساس اندازههای مولکولی آنالیت انجام میشود زیرا ژل مانند یک غربال مولکولی رفتار میکند.
- این تکنیک برای جداسازی پروتئینها، پلی ساکاریدها، آنزیمها و پلیمرهای مصنوعی استفاده میشود.
- به عنوان یک تکنیک، کروماتوگرافی حذف اندازه برای اولین بار در سال 1955 توسط Lathe و Ruthven توسعه یافت.
اصل کروماتوگرافی ژل تراوایی
- تکنیکی است که در آن جداسازی اجزا بر اساس تفاوت وزن مولکولی یا اندازه است.
- فاز ثابت مورد استفاده یک ماتریس پلیمری متخلخل است که منافذ آن کاملاً با حلال پر شده است تا به عنوان فاز متحرک مورد استفاده قرار گیرد.
- مولکولهای موجود در نمونه از طریق ستونهای مخصوص حاوی مواد ریز متخلخل (ژل) پمپ میشوند.
- اساس جداسازی این است که مولکولهای بالاتر از اندازه معین به طور کامل از منافذ حذف میشوند، در حالی که مولکولهای کوچکتر به طور جزئی یا کامل به داخل منافذ دسترسی دارند.
- جریان فاز متحرک از این رو باعث میشود که مولکولهای بزرگتر بدون نفوذ به ماتریس ژل بدون مانع از ستون عبور کنند، در حالی که مولکولهای کوچکتر با توجه به نفوذشان به ژل کند میشوند.
اجزاء کروماتوگرافی ژل تراوایی
- 1فاز ثابت
- فاز متحرک
- ستونها
- پمپ
- آشکارسازها
1- فاز ثابت
از دانههای ژل پلیمری نیمه تراوایی و متخلخل با محدوده اندازه منافذ کاملاً مشخصی تشکیل شده است.
دارای خواص زیر است:
- از نظر شیمیایی بی اثر
- از نظر حرکت و جنبش فیزیکی پایدار است
- با ساختار متخلخل ایده آل و همگن
- اندازه یکنواخت ذرات و منافذ
نمونههایی از ژل:
- ژل دکستران (سفادکس): یک پلیمر α 1-6 از ژل طبیعی گلوکز
- ژل آگارز: ژل طبیعی
A 1,3 linked β-D-galactose و 1,4 linked 3,6-anhydro-α, L-galactose
- ژل آکریل آمید: یک آکریل آمید پلیمریزه شده، یک ژل مصنوعی
2- فاز متحرک
از مایعی تشکیل شده است که برای حل کردن مولکولهای زیستی استفاده میشود تا فاز متحرک پاسخ تشخیص بالا را بدهد و سطح بستهبندی را مرطوب کند.
3- ستونها
هر یک از انواع زیر ممکن است استفاده شود:
- ستون تحلیلی- قطر 7.5–8 میلی متر.
- ستونهای آماده سازی-22-25 میلی متر.
- طول ستونهای معمولی 25، 30، 50 و 60 سانتی متر.
- ستونهای با منفذ باریک- قطر 2 تا 3 میلی متر
4- پمپها
پمپهای سرنگی یا رفت و برگشتی با جریان بالا.
5- آشکارسازها
آشکارسازها ممکن است آشکارسازهای حساس به غلظت، آشکارسازهای خواص توده، آشکارسازهای ضریب شکست (RI) و غیره باشند.
مراحل کروماتوگرافی ژل تراوایی
شامل سه مرحله عمده است:
الف. تهیه ستون برای فیلتراسیون ژل
شامل:
- تورم ژل
- پک کردن مهره های ژل پلیمری متخلخل و نیمه تراوایی با محدوده مشخصی از اندازه منافذ.
- شستشو: پس از پک کردن، چندین حجم ستونی از محلول بافر از ستون عبور داده میشود تا هرگونه حباب هوا از بین برود و همگنی ستون آزمایش شود.
ب. بارگذاری نمونه بر روی ستون با استفاده از سرنگ
ج. شستشوی نمونه و تشخیص اجزا
کاربردهای کروماتوگرافی ژل تراوایی
- فراکسیناسیون پروتئین
- خالص سازی
- تعیین وزن مولکولی.
- جداسازی شکر، پروتئینها، پپتیدها، لاستیکها و غیره بر اساس اندازه آنها.
- میتوان برای تعیین ساختار چهارتایی پروتئینهای خالص شده استفاده کرد.
مزایای کروماتوگرافی ژل تراوایی
- زمان تحلیل کوتاه است
- تفکیک به خوبی تعریف شده است
- نوارهای باریک و حساسیت خوب
- از دست دادن نمونه وجود ندارد
- مقدار کمی فاز متحرک مورد نیاز است
- نرخ جریان را میتوان تنظیم کرد
محدودیتهای کروماتوگرافی ژل تراوایی
- تعداد محدودی از پیکها در مقیاس زمانی کوتاه میتوانند در GPC حل شوند.
- قبل از استفاده از ابزار باید فیلتراسیون انجام شود تا از تخریب ستونها و تداخل با آشکارسازها گرد و غبار و ذرات دیگر جلوگیری شود.
- جرم مولکولی بیشتر زنجیرهها نزدیک به هم برای جداسازی GPC چیزی بیشتر از پیکهای وسیع را نشان نمیدهد.
همچنین بخوانید:
- کروماتوگرافی ژل فیلتراسیون: نحوه کار، انواع، قطعات، کاربرد
- کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography): تعریف، اصول، اجزا، مراحل و موارد استفاده
- کروماتوگرافی کاغذی: تعریف، انواع، اصول کار، مراحل، موارد استفاده
- کروماتوگرافی میل ترکیبی (Affinity Chromatography): تعریف، اصول، اجزا، مراحل و کاربرد
- کروماتوگرافی لایه نازک (Thin Layer Chromatography): اصول، اجزا، مراحل و موارد استفاده
مترجم: امید آهنگریان ابهری