کروماتوگرافی ژل
یک تکنیک کروماتوگرافی است که در آن جداسازی اجزا بر اساس تفاوت وزن یا اندازه مولکول انجام می شود. و یکی از روش های موثر در جداسازی، تجزیه و تحلیل مواد بیوماکرومولکولی ( پروتئین ها، کربوهیدارت، لیپید ها، نوکلئیک اسید ها) است. فاز ساکن ژل هایی هستند که دارای بید ها و یا دانه های منفذ دار که محدوده اندازه های نسبتا باریکی دارند. به این بیدها ما gel Filtration resin هم می گوییم. که به اجزا با وزن مولکولی بزرگ اجازه می دهد تا سریع تر و بدون نفوذ به این منافذ عبور کنند. ژل هایی که استفاده می شود معمولا دکستران و یا پلی اکریل آمید است. فاز محترک هم محلولی است که حاوی نمونه مورد نظر ما است. مولکول های کوچکتر زمان بیشتری را در داخل بید ها یا دانه های منفذ دار می گذرانند. بنابراین دیرتر شسته می شوند.


در شکل بالا یک دانه منفذ دار را مشاهده می کنیم که بصورت یک توپ بیسبال زرد رنگ نمایش داده شده است. مولکول های بزرگ (آبی رنگ) نمی توانند در منافذ این دانه ها قرار بگیرند. بنابراین آن ها از ستون خارج می شوند. در مقابل مولکول های کوچک (قرمز) می توانند درون مهره ها قرار بگیرند.

اصول کار
اصول کار به این صورت است که ما ستون کروماتوگرافی حاوی ژل حاوی بید های منفذ دار را داریم، زمانی که solute شروع به نفوذ در ستون می کند، مولکول های کوچک از منافذ این بید ها عبور کرده و وارد آن می شود. در مقابل، مولکول های درشت چون نمی توانند وارد منافذ بید ها شوند بنابراین از کنار بید ها عبور می کنند و با سرعت بیشتری از ستون خارج می شوند. ورود موکلول های کوچک به منافذ بیدها باعث تاخیر در حرکت و در نتیجه خروج از ستون می شود.



خواص ژل
ژل می بایست:
1- از نظر شیمایی بی اثر باشد
2- پایداری مکانیکی داشته باشد
3- دارای ساختار متخلخل و همگن باشد
4- اندازه ذرات و منافذ یکسان و یکنواخت باشد
5- اندازه منافذ ژل ها باید به دقت کنترل شود. (از طریق درجه Crosslinking)


انواع ژل ها:
1- ژل دکستران
2- ژل آگار
3- ژل آکریل امید


با توجه به روند swelling یا تورم، ژل ها دو نوع هستند:
1- ژل های نرم یا Soft Gel : مانند پلی آکریل امید، دکستران، اگار. که جهت جداسازی پروتئین ها استفاده می شود.
2- ژل های نیمه سخت یا سف یا Semi Rigid or rigid Gel:
- ژل های پلی استایرن؛ جهت جداسازی پلیمرهای غیرقطبی در حلال های غیرقطبی
- ژل های شیشه ای متخلخل جهت جداسازی سیستم های قطبی


مزایای کروماتوگرافی ژل
• می تواند مولکول های زیستی حساس به تغییرات pH، غلظت یون های فلزی یا شرایط محیطی سخت (وجود اسیدها یا بازها) را کنترل کند.
• جداسازی را می توان در حضور یون های ضروری، Detergents (پاک کننده ها) با قدرت یونی بالا یا کم انجام دهد.


کاربرد های کروماتوگرافی ژل
• تعیین وزن مولکولی
• شکستن درشت مولکول ها: ماکرومولکول های بیولوژیکی به عنوان مخلوطی از چندین جزء سنتز یا استخراج می شوند و زمانی که دانشمندان درشت مولکول ها (پروتئین، آنتی بادی، هورمون، آنزیم یا DNA) را مطالعه می کنند، باید آن را از مخلوط جدا کنند.
• نمک زدایی (تفکیک گروهی): نمونه های بیولوژیکی ممکن است حاوی مواد ناخواسته مانند: نمک ها، اجزای بافر، لیگاندهای کوچک، کوفاکتورها و معرف های رسوب دهنده باشند. همه اینها را می توان با کروماتوگرافی ژل حذف کرد.

پایان.
نویسنده: سینا کریم دوست







› See More: کروماتوگرافی ژل | Gel Chromatography