gelová permea chromatografieold-biomikro.vscht.cz/vyuka/ib/4_gelova_ionexova_chromatografie.pdfvýb...
TRANSCRIPT
•separace molekul na základě molekulové hmotnosti, velikosti a tvaru molekuly
•stacionární fáze – gel (obvykle prokřížený cukr)
•velké molekuly se eluují dříve, malé molekuly se eluují později
•možnost stanovení molekulových hmotností
•odstraňování nízkomolekulárních sloučenin (odsolování)
Vt V0 Vt – V0
mobilní fáze stacionární fáze
0
0
VV
VVK
t
eav −
−=gelut
e
s
ed VVV
VV
V
VVK
−−−=−=0
00
eV
VR 0=
Kalibrace
•eluční čas (eluční objem) standardů je vynesen v závislostina molekulové hmotnosti•kolona by měla být pravidelně kalibrována•stálý průtok•kolona separuje podle velikosti ne molekulové hmotnosti,proto je získaná molekulová hmotnost jen relativní
A28
0nm
Ve/Vt
Vztah mezi velikostí částic a rozlišením
VELIKOST ČÁSTIC [µµµµm]
Coarse 100–300Medium 50–150Fine 20–80Superfine 10–40
Vztah mezi rozlišením a objemem vzorku
Rozlišení
221 ww
VR e
+∆=
eV∆
1w 2w
objem nanášeného vzorku [% Vt]
ideální objem nanášeného vzorku ~ 1 - 2 %
konc
entr
ace
čas
zvyšováníprůtoku
snižovánídélky
průtok[ml/min]
výška kolony [cm]
Vztah mezi rozlišením, pr ůtokem a délkou kolony
krátká a silnákolona
dlouhá a tenkákolona
silná kolona nemá dostačující rozlišení
ale má lepší průtok a kapacitu
Tvar kolony
Stacionární fáze
Pharmacia
Bio-Rad
Sephadex glukosa (dextrosa)Sepharose agarosaSephacryl glukosa + akryamidSephacel cellulosa
FPLCSuperoseSuperdex
BioGel P akrylamidBioGel A agarosa
Sepharose CL
LSepharoseCpanoldibromoproSepharose NaOH →−+ 3,2
•lepší teplotní a chemická stabilita•extrémě malé množství ionizovatelných skupin
Sephadex
Sephacryl
velké proteiny
rozsah ~ 10000 - 10000000
Bio -Gel P
Bio-Gel P gely – poresní polyakrylamidové částice vzniklé kopolymerací akrylamidu a N,N'-methylene-bis-akrylamidu.•extremě hydrofilní•nenabité
Použití gelové permea ční chromatografie
vysoké rozlišení skupinová separace
separace molekul na základě velikosti (tvaru)
odsolení
vhodná jako závěrečný krok purifikace
výměna pufru
separace polymerů od monomerů
odstranění vysokomolekulárních a nízkomolekulárních látek
separace denaturovaných forem proteinů od nativních
Experiment
vysoké rozlišení skupinová separace
stacionární fáze
výběr podle frakcionačního rozsahu lepší strmá selektivitapro úzké píky malé částice
Sephadex G-25
kolona dlouhá a tenká kolona30-100 cm
nezáleží na délce kolony
mobilní fáze kompatibilní, střední iontová síla kompatibilní
průtok nižší průtok i střední průtok
objem vzorku 0,5 - 5% objemu kolony až ¼ objemu kolony
Před purifikací:•zkontrolujte viskozitu vzorku •zfiltrujte nebo odstřeďte vzorek
Pro zvýšení rozlišení: 1. optimální frakcionační rozsah 2. co nejmenší objem vzorku 3. co nejmenší částice gelu (x průtok)4. dvě kolony do série5. snížit průtok
Nespecifická adsorbcevzácně na agarosu a dextranpokud Kav > 1 iontové nebo hydrofobní interakce •pufr > 0.05M NaCl •Hydrofobní interakce - 25% acetonitrile, EtOH nebo isopropopanol, 10% etyleneglycol
• Určena pro separaci látek nesoucích kladný nebo záporný náboj
• Afinita iontů k ionexu závisí na velikosti náboje
• V případě proteinů hraje zásadní roli pH !
Nosiče
•polystyren – Amberlit, Dowex
•celulosa – X-Sephacel
•dextran – X-Sephadex
•prok řížená agarosa – X-Sepharosa
•syntetické polymery – MonoBeads, MiniBeads (Q, S)
X-Sepharosa
Sepharose High Performance (34 µm), Sepharose Fast Flow (90 µm), Sepharose Big Beads (100 – 300 µm), Sepharose CL-6B (90 µm, lepší chemická a fyzikální stabilita)
Vzorek: 0,8 mg cytochrom C (pI 10,3)0,8 mg lysozym (pI>11)3 mg ribonukleasa A (pI 9,3)
Startovací pufr: 20mM fosfátový pufr pH 6,8Eluční pufr: 20mM fosfátový pufr pH 6,8+0,5 M NaClPrůtok: 1 ml/minKolona: 1mlPrůběh separace:
ekvilibrace – 20 ml startovacího pufruaplikace vzorku – 2 mlpromytí - 5 ml startovacího pufrueluce – 40 ml, lineární gradient, 0-100 % elučního pufru
Vzorek: 0,8 mg α-laktoglobulin (pI 5,8)0,4 mg conalbumin (pI 6,3)1,2 mg trypsin inhibitor (pI 4,5)
Startovací pufr: 20mM Tris/HCl pH 7,4Eluční pufr: 20mM Tris/HCl pH 7,4 + 0,5 M NaClPrůtok: 1 ml/min (150cm/h)Kolona: 1mlPrůběh separace:
ekvilibrace – 20 ml startovacího pufruaplikace vzorku – 2 mlpromytí - 5 ml startovacího pufrueluce – 40 ml, lineární gradient, 0-80 % elučního pufru
MonoBeads, MiniBeads (Q, S)
vysoké rozlišeníMiniBeads – mikropurifikace, analysa
vyšší pracovní tlak – FPLC/HPLCMonoBeads -FPLC
Alfa-amylasová aktivita byla měřena s využitím rozpustného škrobu jako substrátu a produkty reakce byly detekovány reakcí s dinitrosalicylovou kyselinou. Reakční směs obsahovala 0,2 ml enzymu, 0,3 ml 1% škrobu a 0,5 ml 50 mM Tris pufru pH 8,2. Reakce probíhala 1 minutu při 37 °C a byla ukon čena přídavkem 4ml dinitrosalicylové kyseliny. Směs byla povařena 5 minut. Absorbance výsledných produktů při 530 nm byla 1,235 v 1cm kyvetě. Vypočítejte aktivitu amylasy.
y = 0,1107xR² = 0,9672
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 2 4 6 8 10 12
A 5
30nm
koncentrace glukosy / mmol/l
Kalibrace postup: Byla připravena koncentračnířada glukosy (2, 4, 6, 8, 10mM glukosa) a 1ml byl smíchán se 4 ml dinitrosalicylovékyseliny. Směs byla povařena 5 minut.Absorbance výsledných produktů bylaměřena při 530 nm.
Vypočítejte aktivitu malátdehydrogenasy. Reakční směs obsahovala0,5 ml NAD+ (100mM), 0,5 ml malátu (200 mM), 1 ml enzymovéhopreparátu (konc. bílkovin 1,5 mg/ml) a 2 ml pufru (100 mM Tris, pH7,5). Reakce probíhala při teplotě 37 °C a byl sledován přírůstekabsorbance při 340 nm. Po 5 minutách vzrostla absorbance z 0,2 na1,45. Vypočítejte celkovou a specifickou aktivitu malátdehydrogenasyv enzymovém preparátu. (ε=6220 l/mol/ cm). Měření absorbanceprobíhalo v jednocentimetrové kyvetě a všechny substráty byly vreakční směsi v nadbytku.
Chromatofokusace
• separace protein ů na základ ě jejich pI• vysoké rozlišení
• není pot řeba připravovat pH gradient• zaost řovací efekt• jednoduchost
Polypufry - amfolyty
Polybuffer 96 - pH 9-6Polybuffer 74 - pH 7-4
Pharmalyte - pH 8-10,5
Stacionární fáze
PBE94
PBE118