凝膠層析也稱(chēng)凝膠過(guò)濾法，是20 世紀(jì)60 年代發(fā)展起來(lái)的一種簡(jiǎn)便有 效的 生物 化學(xué)分離分析方法。這種方法的基本原理是用一般的柱層析方法使 相對(duì)分子質(zhì)量不同的溶質(zhì)通過(guò)具有分子篩性質(zhì)的固定相（凝膠），從而使物 質(zhì)分離。

用作凝膠的材料有多種，如交聯(lián)葡聚糖、 瓊脂糖、聚丙烯-酰胺凝膠、聚 苯乙-烯和多孔玻璃珠等。現(xiàn)以利用交聯(lián)葡聚糖分離物質(zhì)和測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量 為例說(shuō)明凝膠層析法的基本原理和應(yīng)用。

交聯(lián)葡聚糖（商品名Sephadex）是由細(xì)菌葡聚糖（以右旋葡萄糖為殘基 的多糖）用交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙-烷交聯(lián)形式的有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物。控制葡 聚糖和交聯(lián)劑的配比及反應(yīng)條件就可決定其交聯(lián)度的大小（交聯(lián)度大，“網(wǎng) 眼”就小），從而得到各種規(guī)格的交聯(lián)葡聚糖，即不同型號(hào)的凝膠。“G”表 示交聯(lián)度，G 越小，交聯(lián)度越大，吸水量也就越小。

把經(jīng)過(guò)充分溶脹凝膠裝入層析柱中，在加入樣品以后，由于交聯(lián)葡聚糖 的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，小分子能夠進(jìn)入凝膠，較大的分子則被排阻在交聯(lián)網(wǎng) 狀物之外，因此各組分在層析床中移動(dòng)的速度因分子的大小而不同。相對(duì)分 子質(zhì)量（Mr）大的物質(zhì)只是沿著凝膠顆粒間的孔隙隨溶劑流動(dòng)，其流程短， 移動(dòng)速度快，先流出層析床。相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)可以透入凝膠顆粒，流 程長(zhǎng)，移動(dòng)速度慢，比相對(duì)分子質(zhì)量大的物質(zhì)遲流出層析柱。經(jīng)過(guò)分部收集 流出液，相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）不同的物質(zhì)便互相分離。SpladexG-10 到G -50 通常用于分離肽或脫鹽。G-10 到G-50 通常用于分離肽或脫鹽。G-75 到 G-200 可用于分離相對(duì)分子質(zhì)量大于10000 的蛋白質(zhì)。

交聯(lián)葡聚糖分子含有大量的羥基，極性很強(qiáng)，易吸水，所以使用前必須 用水充分溶脹。1g 干重凝膠充分溶脹時(shí)所需的水量（mL）稱(chēng)為凝膠的得水 值（Wr）。因?yàn)榈盟挡灰诇y(cè)定，故常用溶脹度即床體積來(lái)表示凝膠的得水 性，其定義是每克干重凝膠顆粒在水中充分溶脹后所具有的凝膠總體積。 2、凝膠柱的總體積（總床體積）Vt 是干膠體積Vg，在凝膠顆粒內(nèi)部的 水的體積Vi 及凝膠顆粒外部的水的體積Vo 之和。

Vt 也可從柱的直徑及高度計(jì)算。

Vo 也稱(chēng)外水體積。常常用洗脫一個(gè)已知完全被排阻的物質(zhì)（如藍(lán)葡聚糖 2000）的方法來(lái)測(cè)定，此時(shí)其洗脫體積就等于Vo。

Vi 稱(chēng)為內(nèi)部體積或內(nèi)水體積，可以從凝膠干重（mg）和得水值Wr 計(jì)算： Vi = mg. Wr

Vi 也可以從洗脫一個(gè)小于凝膠工作范圍下限的小分子化合物，如鉻-酸鉀 來(lái)測(cè)定，其洗脫體積等于Vi+Vo。

某一物質(zhì)的洗脫體積Ve 為：Ve=Vo + KdVi

Kd 為溶質(zhì)在流動(dòng)相和固定相之間的分配比例（分配系數(shù)），每一溶質(zhì)都 有特定的Kd 值，它與層析柱的幾何形狀無(wú)關(guān)。

如果分子完全被排阻，則Kd=0，Ve=Vo。如果分子可以完全進(jìn)入凝膠，那 么Kd=1，Ve=Vo+Vi。在通常的工作范圍內(nèi)Kd 是一個(gè)常數(shù)（0〈Kd〈1），有時(shí) Kd 可能大于，則說(shuō)明發(fā)生了凝膠對(duì)溶質(zhì)的吸附。

溶質(zhì)的洗脫特征的有關(guān)參數(shù)（Ve/Vo，Ve/Vt，Kd，Kav）都與溶質(zhì)相對(duì)分 子質(zhì)量（Mr）對(duì)數(shù)成線(xiàn)性關(guān)系，先洗脫幾個(gè)已知相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）的球 蛋白，用Ve/Vo 對(duì)logMr 對(duì)作圖，然后在同樣條件下洗脫未知樣品，從其 Ve/Vo 值，在圖上即可找出相對(duì)應(yīng)的logMr，從而進(jìn)一步算出其相對(duì)分子質(zhì) 量（Mr）。

不同規(guī)格的凝膠都有一定的工作范圍。一般說(shuō)，在工作范圍之內(nèi)所得的 曲線(xiàn)是線(xiàn)性的，超出工作范圍曲線(xiàn)就不成線(xiàn)性