实验室常用的
多肽纯化填料包括反相色谱填料、离子交换填料(阳离子/阴离子交换树脂)及亲和填料(如镍柱、肝素柱),其使用需兼顾原理认知与操作细节,同时规避常见误区。本文将系统梳理常用多肽纯化填料的使用技巧,并指出实验操作中的常见误区,帮助科研人员提升纯化成功率。
常用填料类型与适用场景
反相色谱填料是常用的多肽纯化介质,特别适用于中小型疏水性多肽的纯化。疏水性较强的多肽(如含芳香族氨基酸)通常选用C18,而较大分子量或疏水性较弱的多肽则更适合C4或C8。离子交换填料(阳离子/阴离子)则适合带电荷多肽的纯化,通常在特定pH条件下使用,能有效分离电荷差异的多肽。
核心使用技巧
1.填料预处理与平衡
新填料或长期未使用的填料需充分预处理。反相填料先用甲醇润洗活化,再过渡到初始流动相;离子交换填料则需用高离子强度溶液洗去杂质,再用起始缓冲液平衡。常见的错误是平衡不充分,导致保留时间不稳定,分离效果差。
2.样品处理优化
溶解多肽样品时,应选择与起始流动相兼容的溶剂。对于反相色谱,若样品溶解困难,可加入少量甲酸或乙腈助溶,但需控制比例,避免过早洗脱。离子交换色谱中,样品离子强度应低于起始缓冲液。
3.梯度条件优化
梯度洗脱是多肽纯化的关键。初始有机相比例应使目标多肽保留在柱上,而梯度斜率(通常每分钟0.5%-2%有机相变化)需根据多肽疏水性调整。陡峭梯度适合简单体系,平缓梯度则能提高难分离多肽的分辨率。避免梯度变化过快导致共洗脱,或过慢造成峰展宽。
4.流动相选择
反相色谱中,水-乙腈或水-甲醇体系最为常见,添加0.1%(TFA)可改善峰形并抑制硅羟基作用。对于碱性多肽,可改用甲酸或乙酸体系以减少拖尾。离子交换色谱需精确控制缓冲液的pH和离子强度,以确保稳定的电荷状态。
5.流速与温度控制
对于分析型柱(内径4.6mm),流速通常为0.5-1.0mL/min;制备型柱则根据内径平方比例放大。适当提高柱温(30-40℃)可降低背压并改善传质,但需注意多肽的热稳定性。
常见误区与规避策略
误区一:忽视填料再生与保存
长期使用后,填料会吸附杂质导致柱效下降。正确做法是:反相柱用高比例有机相(如80%乙腈)冲洗再生,离子交换柱用高盐溶液洗脱结合物。保存时,反相柱应储存于纯有机溶剂(如甲醇)中,离子交换柱则保存在20%乙醇中。
误区二:样品过载
上样量超过柱容量会导致峰形展宽和分离度下降。建议初次实验时保守上样,根据分离效果逐步增加。分析型柱的上样量通常在微克级,制备型柱可根据厂商推荐按比例放大。
误区三:pH与缓冲液选择不当
离子交换色谱中,缓冲液pH应确保多肽和目标杂质带相反电荷。常见错误是忽略多肽等电点,导致结合效率低下。务必计算或测定多肽的等电点,并将pH控制在适当范围(通常距pI1-2个单位)。
误区四:忽视系统适应性
每次纯化前应进行系统适应性测试,包括柱效、不对称度和保留时间重复性。使用标准多肽混合物(如市售多肽标准品)评估柱状态,避免使用性能下降的柱子进行关键实验。
误区五:纯化后处理不当
收集的组分应立即处理或冷冻干燥,避免反复冻融或长时间置于酸性/有机溶剂中导致降解。对于反相纯化的多肽,需注意去除TFA等离子对试剂,特别是在后续生物活性实验中。