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蛋白质和多肽反相HPLC分析和纯化指南(十六)

2020.4.10

选择合适的色谱柱

微粒。通过与柱内填充微粒疏水表面的相互作用实现蛋白质与多肽的分离。

柱内填充粒通常以硅胶为基础,这是因为硅胶的稳定性高,能够在大多数溶剂条件下(除了pH大于6.5的情况)保持稳定,此外,硅胶可以形成各种大小的具有不同直径的多孔球形颗粒。

硅胶纯度。高效液相色谱柱所用硅胶填料的纯度对分离性能至关重要。金属离子杂质会导致峰拖尾和分辨率下降,如图7A所示(0.01%和0.005%的TFA)。

含金属离子杂质(图7A)的硅胶需要采用高浓度离子对试剂(如三氟乙酸(TFA))维持良好的峰形。

 

 

7. 硅胶纯度会影响多肽的峰形,尤其是加入的离子对试剂浓度较低时。高纯度硅胶所需离子对试剂的浓度远比低纯度硅胶低。

 

洗脱液:加入如图所示的TFA,以10%-55%的乙腈(ACN)梯度洗脱,洗脱时间为37.5分钟。

低浓度TFA会导致峰形较差且分辨率下降。硅胶纯度较高时(图7B),0.005%的低浓度TFA会产生良好的峰形。这在液相色谱-质谱联用法中尤其重要,因为在使用电喷雾接口时TFA会导致信号减弱。液相色谱-质谱联用法中低浓度的TFA会获得更好的检测信号。

孔径。通常,反相高效液相色谱法中小孔(~100埃)硅胶分离蛋白质的效果较差。大孔硅胶(~300埃直径)可以更好地分离蛋白质(参考文献4)。

如图8所示,蛋白质无法进入小孔,只与极小的外表面相互作用实现分离。

大孔硅胶允许蛋白质,甚至更大的多肽进入小孔,从而与疏水界面充分作用,因此最终的峰形更好,分辨率更高。如今,大孔硅胶已普遍应用于蛋白质的分离中。

由蛋白酶水解等产生的小分子肽能够进入小孔硅胶的孔隙内,从而与疏水界面相互作用,因此小孔硅胶也可用于蛋白质水解物的分离。

但是大孔硅胶也能较好地分离多肽,且具有不同的选择性和分辨率。

图8. 反相高效液相色谱(左侧)常用的小孔(~100埃)粒子只允许少量蛋白质进入孔内,因此限制了表面相互作用。大孔粒子(~300埃,右侧)允许蛋白质进入孔内与疏水界面相互作用。


疏水界面。用碳氢化合物分子对硅胶进行改性,从而形成疏水界面。

含烃链的氯硅烷,如十八烷基氯硅烷,与硅胶(表面有极性硅烷醇基)反应使碳氢化合物附着在硅胶表面(图9)。

由于位阻效应,有机硅烷分子仅与硅胶表面部分硅烷醇基反应,因此大量的极性硅烷醇基仍然会留在硅胶表面。

在“封端”过程中,较小的有机硅烷依次与极性硅烷醇基反应,从而减少硅胶表面极性硅烷醇基的数量。


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