体积排阻色谱柱:原理、应用及与其他色谱柱的比较!

体积排阻色谱柱:原理、应用及与其他色谱柱的比较(附SEC选型指南)!

 

 

在蛋白质分析、抗体药物开发以及高分子材料研究中,体积排阻色谱柱(SEC柱)是一种非常重要的分离工具。

很多实验人员在选择色谱柱时都会遇到这些问题:

●  蛋白聚集体分析应该用什么柱?

●  SEC柱与反相柱有什么区别?

●  如何选择适合的孔径和粒径?

下面恒谱生色谱耗材生产厂家将从 分离原理、应用场景、色谱柱对比以及SEC柱选型几个方面进行详细解析,帮助您更好地理解和选择体积排阻色谱柱。

一、什么是体积排阻色谱柱(SEC柱)

体积排阻色谱柱(Size Exclusion Chromatography Column,SEC)是一种 基于分子尺寸差异进行分离的液相色谱柱。

与反相色谱或离子交换色谱不同,SEC 不依赖极性、电荷或疏水性,而是通过分子在多孔填料中的扩散程度实现分离。

SEC色谱柱的主要特点

●  按 分子大小进行分离

●  分离过程 温和、不破坏样品结构

●  适用于 蛋白、多肽、核酸等生物大分子

●  可用于 分子量分布测定

SEC色谱柱内部填充 多孔结构填料(如硅胶或聚合物微球),不同大小的分子在孔道中的进入程度不同,从而实现分离。

二、体积排阻色谱柱的分离原理

SEC柱的分离机制通常被称为 分子筛效应(Molecular Sieving)。

当样品进入色谱柱后,不同尺寸的分子会经历不同的流动路径。

分离过程

●  大分子

 无法进入填料微孔

仅在颗粒间隙中流动

路径较短 → 最先洗脱

●  中等分子

 部分进入孔隙

 流动路径中等

中间洗脱

●  小分子

进入大量微孔

路径最长

→ 最后洗脱

因此,SEC色谱柱的典型洗脱顺序是:

大分子 → 中分子 → 小分子

三、影响SEC分离效果的关键参数

在实际应用中,SEC分离效果主要受以下因素影响:

1 填料孔径

孔径决定可分离的分子量范围。

例如:

孔径 适用样品
120Å 小分子蛋白
300Å 蛋白、多肽、抗体

2 粒径

粒径越小:

柱效越高

分离度更好

但系统压力也会增加。

例如:

粒径 特点
5 μm 常规HPLC
3 μm 高效分离
1.8 μm UHPLC高分辨率

3 流动相

SEC通常使用:

磷酸盐缓冲液

生理盐水

Tris缓冲液

需要保持样品 稳定和溶解性。

四、体积排阻色谱柱的主要应用

SEC色谱柱广泛应用于生物医药、材料科学和食品检测领域。

1、生物药分析

在生物制药领域,SEC是 蛋白聚集体检测的重要方法。

典型应用包括:

单克隆抗体(mAb)聚集体分析

ADC药物偶联效率分析

蛋白降解产物检测

疫苗蛋白纯度分析

2、 蛋白与多肽分析

SEC柱可用于:

蛋白单体 / 二聚体检测

多肽分离

蛋白纯度检测

3、高分子材料研究

SEC技术(又称 GPC凝胶渗透色谱)可用于:

聚合物分子量分布分析

聚合物纯度检测

聚合物降解研究

4、食品与天然产物分析

SEC还可用于:

多糖分子量测定

果胶分析

天然产物聚合物研究

五、SEC色谱柱与其他色谱柱的区别

很多用户会混淆 SEC柱、反相柱、离子交换柱,其实它们的分离机制完全不同。 

色谱柱类型 分离原理 典型应用
SEC柱 分子尺寸 蛋白聚集体检测
C18反相柱 疏水作用 药物含量检测
离子交换柱 电荷差异 蛋白电荷异质性
亲和柱 特异性结合 抗体纯化

简单来说:

SEC = 按大小分离

六、如何选择合适的SEC色谱柱

选择SEC柱时,可以从以下几个方面考虑:

1、根据分子量

小分子蛋白 → 120Å

抗体 / 大分子 → 300Å

2、根据分离效率

需求 推荐粒径
常规检测 5 μm
高分辨率 3 μm
UHPLC 1.8 μm

3、根据应用领域

应用 推荐柱类型
抗体聚集体分析 Bio-SEC
多肽分析 C8-Bio
蛋白分离 C4-Bio

七、恒谱生体积排阻色谱柱介绍

为了满足生物大分子分析需求,恒谱生推出多种 Bio系列色谱柱。

产品系列 Bio-SEC 体积排阻色谱柱 C8-Bio 反相色谱柱 C4-Bio 反相色谱柱
USP 分类 L33 / L59 L7 L26
粒径/孔径 1.8μm, 3μm, 5μm; 5μm, 300Å 5μm, 300Å
120Å, 300Å
pH 范围 2-8 1-11(耐强酸强碱) 1-11(耐强酸强碱)
比表面积 - 110 m²/g 110 m²/g
碳载量 - 6% 4%
常用规格 4.6×150mm, 4.6×300mm, 7.8×300mm 4.6×150mm, 4.6×250mm 4.6×150mm, 4.6×250mm
核心优势 • 高灵敏度/高载样量:准确检测聚集体等微量杂质。 • 极致稳定性:单分子层键合+封尾,耐pH 1-11。 • 大分子专家:短链C4设计,疏水性适中,对完整蛋白回收率高。
• 出众重现性:特殊键合工艺,极低死吸附,数据可靠。 • 高分离效率:对多肽、小分子蛋白选择性优异。 • 快速分离:保留时间短,分析速度快。
• 寿命长:坚固装填,降低更换频率。 • 批次一致性好:基于超高纯大孔硅胶。 • 高选择性:有效识别大分子(抗体/重组蛋白)。
• 规格多样:满足分析到半制备需求。 • 机械强度高,均匀孔径分布。 • 超宽pH耐受:pH 1-11,清洗更方便。
典型应用 • 单抗聚集体分析 • 单克隆抗体(mAb)药物开发 • 完整蛋白分析
• ADC药物DAR值测定 • 肽图分析(指纹图谱) • 抗体分离与纯化
• 疫苗纯度检测 • 多肽、有机酸分离 • 重组蛋白鉴定
• 核酸/多糖分析 • 低分子量蛋白分析 • 代谢组学、食品添加剂检测

八、总结

体积排阻色谱柱(SEC)是一种 按分子尺寸进行分离的液相色谱技术,具有温和、高效、适合生物大分子的特点。

在以下场景中尤为重要:

●  抗体药物开发

●  蛋白聚集体检测

●  高分子材料研究

●  多肽分析

选择SEC柱时,应综合考虑:

●  分子量范围

●  孔径大小

●  粒径

应用场景

合适的色谱柱能够显著提高分离效率和分析可靠性。


发布于: 2025-05-24