【凝胶层析原理】凝胶层析是一种基于分子大小差异进行分离的色谱技术，广泛应用于生物大分子（如蛋白质、核酸）的纯化和分析。其核心原理是利用多孔凝胶颗粒作为固定相，根据样品中不同分子在凝胶孔内的渗透程度不同，实现选择性分离。
一、凝胶层析的基本原理总结
凝胶层析主要依赖于凝胶颗粒的孔径大小与被分离物质分子体积之间的关系。当样品溶液通过凝胶柱时，小分子可以进入凝胶孔内，而大分子则被排除在外，因此它们在柱中的移动速度不同。最终，大分子先被洗脱出来，小分子后被洗脱，从而实现分离。
该技术具有操作简便、分辨率高、适合大规模制备等优点，常用于蛋白质纯化、药物筛选及生物大分子的分析。
二、关键概念对比表
| 概念 | 定义 | 特点 |
| 凝胶颗粒 | 具有均匀孔径结构的多孔材料，如Sephadex、Sepharose等 | 孔径大小决定分离范围，影响分子渗透能力 |
| 分子筛效应 | 小分子可进入孔内，大分子被排阻 | 是凝胶层析的核心机制 |
| 洗脱顺序 | 大分子先出峰，小分子后出峰 | 与分子大小成反比 |
| 分辨率 | 可区分不同大小的分子 | 取决于凝胶类型和操作条件 |
| 流动相 | 通常为缓冲液或盐溶液 | 需保持pH和离子强度稳定 |
| 应用领域 | 蛋白质纯化、核酸分离、药物分析等 | 广泛应用于生命科学和制药行业 |
三、凝胶层析的优点与局限性
| 优点 | 局限性 |
| 分离效率高，适合大分子分离 | 对小分子分离效果较差 |
| 操作简单，设备要求低 | 需要合适的凝胶选择和优化条件 |
| 适用于大规模制备 | 不能完全去除杂质 |
| 不破坏样品活性 | 成本较高，部分凝胶价格昂贵 |
四、常见凝胶类型及其适用范围
| 凝胶名称 | 孔径范围（Å） | 适用分子量范围（kDa） | 主要用途 |
| Sephadex G-10 | 5–10 | <1,000 | 小分子物质分离 |
| Sephadex G-25 | 15–30 | 1,000–5,000 | 蛋白质脱盐 |
| Sephadex G-50 | 40–60 | 5,000–20,000 | 中等大小蛋白分离 |
| Sepharose 6B | 80–120 | 20,000–50,000 | 大分子蛋白纯化 |
| Superdex 200 | 150–200 | 50,000–1,000,000 | 生物大分子分析 |
通过合理选择凝胶类型、优化流动相组成和操作条件，可以有效提高凝胶层析的分离效果，满足不同实验需求。该技术在生物化学和分子生物学研究中具有重要地位。