Filtracja żelowa: Obliczenia i wzory
- Szczegóły
Filtracja żelowa, znana również jako chromatografia żelowa lub sitowa, to technika separacyjna, która rozdziela cząsteczki na podstawie ich rozmiaru. Jest szeroko stosowana w biochemii, biologii molekularnej i chemii polimerów do oczyszczania, frakcjonowania i oznaczania masy cząsteczkowej biomolekuł.
Podstawą filtracji żelowej jest zastosowanie porowatego żelu jako fazy stacjonarnej. Cząsteczki o mniejszych rozmiarach mogą wnikać w pory żelu, co spowalnia ich ruch przez kolumnę. Większe cząsteczki, które nie mogą wnikać w pory, przemieszczają się szybciej i są elulowane jako pierwsze.
Podstawowe parametry i wzory
W filtracji żelowej kluczowe znaczenie mają parametry charakteryzujące rozdział i zachowanie substancji w kolumnie. Należą do nich:
- Objętość całkowita kolumny (Vt): Całkowita objętość złoża kolumny.
- Objętość międzycząstkowa (Vo): Objętość przestrzeni między ziarnami żelu, dostępna dla cząsteczek całkowicie wykluczonych z porów żelu.
- Objętość wewnątrzcząstkowa (Vi): Objętość porów w ziarnach żelu, dostępna dla cząsteczek o odpowiednio małych rozmiarach.
- Objętość elucji (Ve): Objętość rozpuszczalnika potrzebna do elucji danego związku z kolumny.
Ważnym parametrem jest współczynnik rozdziału Kav, który opisuje stopień wnikania cząsteczek w pory żelu. Oblicza się go ze wzoru:
Kav = (Ve - Vo) / (Vt - Vo)
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
gdzie:
- Ve to objętość elucji
- Vo to objętość martwa kolumny
- Vt to objętość całkowita kolumny
Współczynnik Kav przyjmuje wartości od 0 do 1. Wartość 0 oznacza, że cząsteczka jest całkowicie wykluczona z porów żelu (elucja z Ve = Vo), natomiast wartość 1 oznacza, że cząsteczka swobodnie wnika w pory żelu.
Obliczenia masy cząsteczkowej
Filtracja żelowa może być wykorzystana do oszacowania masy cząsteczkowej białek i innych polimerów. W tym celu przeprowadza się kalibrację kolumny, nanosząc na nią standardy o znanej masie cząsteczkowej i wyznaczając ich objętości elucji (Ve). Następnie tworzy się krzywą kalibracyjną, przedstawiającą zależność logarytmu masy cząsteczkowej od Ve lub Kav.
Masa cząsteczkowa nieznanej próbki może być oszacowana poprzez naniesienie jej na skalibrowaną kolumnę, pomiar Ve i odczytanie masy cząsteczkowej z krzywej kalibracyjnej.
Czynniki wpływające na rozdział
Na efektywność rozdziału w filtracji żelowej wpływa kilka czynników, takich jak:
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
- Rodzaj żelu: Różne żele mają różną wielkość porów, co wpływa na zakres mas cząsteczkowych, które mogą być rozdzielane.
- Rozmiar kolumny: Dłuższe kolumny zapewniają lepszy rozdział, ale wymagają dłuższego czasu analizy.
- Przepływ: Zbyt szybki przepływ może pogorszyć rozdział.
- Skład buforu: Rodzaj i stężenie buforu mogą wpływać na interakcje między cząsteczkami a żelem.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #filtracja #żelowa #obliczenia #wzory
