實驗室常用的
多肽純化填料包括反相色譜填料、離子交換填料(陽離子/陰離子交換樹脂)及親和填料(如鎳柱、肝素柱),其使用需兼顧原理認知與操作細節,同時規避常見誤區。本文將系統梳理常用多肽純化填料的使用技巧,并指出實驗操作中的常見誤區,幫助科研人員提升純化成功率。
常用填料類型與適用場景
反相色譜填料是常用的多肽純化介質,特別適用于中小型疏水性多肽的純化。疏水性較強的多肽(如含芳香族氨基酸)通常選用C18,而較大分子量或疏水性較弱的多肽則更適合C4或C8。離子交換填料(陽離子/陰離子)則適合帶電荷多肽的純化,通常在特定pH條件下使用,能有效分離電荷差異的多肽。
核心使用技巧
1.填料預處理與平衡
新填料或長期未使用的填料需充分預處理。反相填料先用甲醇潤洗活化,再過渡到初始流動相;離子交換填料則需用高離子強度溶液洗去雜質,再用起始緩沖液平衡。常見的錯誤是平衡不充分,導致保留時間不穩定,分離效果差。
2.樣品處理優化
溶解多肽樣品時,應選擇與起始流動相兼容的溶劑。對于反相色譜,若樣品溶解困難,可加入少量甲酸或乙腈助溶,但需控制比例,避免過早洗脫。離子交換色譜中,樣品離子強度應低于起始緩沖液。
3.梯度條件優化
梯度洗脫是多肽純化的關鍵。初始有機相比例應使目標多肽保留在柱上,而梯度斜率(通常每分鐘0.5%-2%有機相變化)需根據多肽疏水性調整。陡峭梯度適合簡單體系,平緩梯度則能提高難分離多肽的分辨率。避免梯度變化過快導致共洗脫,或過慢造成峰展寬。
4.流動相選擇
反相色譜中,水-乙腈或水-甲醇體系最為常見,添加0.1%(TFA)可改善峰形并抑制硅羥基作用。對于堿性多肽,可改用甲酸或乙酸體系以減少拖尾。離子交換色譜需精確控制緩沖液的pH和離子強度,以確保穩定的電荷狀態。
5.流速與溫度控制
對于分析型柱(內徑4.6mm),流速通常為0.5-1.0mL/min;制備型柱則根據內徑平方比例放大。適當提高柱溫(30-40℃)可降低背壓并改善傳質,但需注意多肽的熱穩定性。
常見誤區與規避策略
誤區一:忽視填料再生與保存
長期使用后,填料會吸附雜質導致柱效下降。正確做法是:反相柱用高比例有機相(如80%乙腈)沖洗再生,離子交換柱用高鹽溶液洗脫結合物。保存時,反相柱應儲存于純有機溶劑(如甲醇)中,離子交換柱則保存在20%乙醇中。
誤區二:樣品過載
上樣量超過柱容量會導致峰形展寬和分離度下降。建議初次實驗時保守上樣,根據分離效果逐步增加。分析型柱的上樣量通常在微克級,制備型柱可根據廠商推薦按比例放大。
誤區三:pH與緩沖液選擇不當
離子交換色譜中,緩沖液pH應確保多肽和目標雜質帶相反電荷。常見錯誤是忽略多肽等電點,導致結合效率低下。務必計算或測定多肽的等電點,并將pH控制在適當范圍(通常距pI1-2個單位)。
誤區四:忽視系統適應性
每次純化前應進行系統適應性測試,包括柱效、不對稱度和保留時間重復性。使用標準多肽混合物(如市售多肽標準品)評估柱狀態,避免使用性能下降的柱子進行關鍵實驗。
誤區五:純化后處理不當
收集的組分應立即處理或冷凍干燥,避免反復凍融或長時間置于酸性/有機溶劑中導致降解。對于反相純化的多肽,需注意去除TFA等離子對試劑,特別是在后續生物活性實驗中。