每一位在蛋白纯化路上“肝”过的科研人,都曾与层析柱相爱相杀。在你的记忆里,是否有过这样一个平凡的实验日下午——
你满心期待地开始一次蛋白纯化实验,放好Buffer瓶,接好柱子,把离心好的样品推进loop环,点击运行精心编辑好的程序,心中默念:这次一定要拿到高纯度的蛋白!然而,现实总是骨感的。软件中,压力线一路飙升,叮,超压了,停止运行了。你心里咯噔一下,脑海里瞬间闪过无数个问号:是样品没离心干净?是Buffer放太久了?还是……柱子它,又堵了?
灵魂拷问
柱压为何飙升?柱子为何会堵?
层析柱的任何“不适”都会通过柱压反映出来。究其根源,无外乎以下几点:
颗粒物 “刺客”
这是常见的柱压升高的“凶手”!样品虽然经过离心,但可能还有些漏网之鱼,如微小的细胞碎片、蛋白沉淀、核酸等。它们悄无声息地潜入柱子,在入口筛板或填料顶端安营扎寨,堵塞流路。
蛋白 “强盗”
某些蛋白特别“黏人”(比如疏水蛋白、蛋白聚集体等),它们没有按预期与填料结合-洗脱,而是死死吸附在填料上,经年累月,形成顽固的污垢。此外,样品中的脂质、核酸等杂质也会共同形成难以去除的沉积物,导致柱压升高。
微生物 “拆迁队”
如果你的缓冲液保存不当或系统长期未清洗,微生物和细菌就会在里面快乐地繁殖。它们形成的菌膜和代谢产物,是层析柱堵塞和污染的另一大来源。
“气泡” 杀手
系统中有气泡,尤其是进入柱床后,会破坏液体流动的均一性,导致柱压异常升高和峰形畸变。
物理 “内伤”
柱床发生干裂或是被意外压塌……这些物理损伤往往是不可逆的,会直接导致柱效下降和柱压升高。
知道了原因,我们就可以对症下药了!
防患于未然
层析柱的养生之道
正确清洗:给柱子做一次深度保养
定期的在位清洗(CIP)是维持层析柱性能和寿命的重中之重。
应对蛋白杂质: 使用不同浓度NaOH溶液清洗1-2个柱体积(注意填料的pH耐受范围),NaOH是强效的清洁剂,能有效溶解变性蛋白。
应对脂质、疏水结合蛋白或脂蛋白杂质: 可用70%乙醇,30%异丙醇或是含去垢剂的碱性或酸性溶液清洗。
应对沉淀蛋白: 可用8 M尿素,6 M盐酸胍或胃蛋白酶进行清洗。
无论使用哪种清洗剂,清洗后都需要用大量的水和缓冲液充分平衡柱子,否则不仅起不到清洗效果,反而会对柱子造成二次伤害。
正确储存:让柱子安心睡个好觉
长期储存不当,是对层析柱的“慢性谋杀”。储存时,层析柱先用蒸馏水清洗,再用20%乙醇清洗。对于使用SP和S配基的阳离子交换层析柱,需要在 20%的乙醇溶液中加入0.2 M乙酸钠。对乙醇/水混合溶液进行彻底脱气,并以低流速充入柱中,以避免层析柱超压。
短期储存,清洗后,用存储溶液(如20%乙醇)冲洗整个系统,确保柱子内外都充满存储液,避免蒸发。长期储存,如放假这种几周以上不用柱子的情况,务必将柱子从仪器上拆下,两端拧紧密封堵头。按照说明书推荐的温度,妥善放置。
正确连接:与气泡杀手说拜拜
连接柱子是第一步,也是相当容易出问题的一步。
连接时,要确保所有流路中的气泡都已排尽。在有流速的前提下,将层析柱接入系统,先将柱上端的管路与柱子入口连接,但不要拧紧,松开柱子下端堵头,拧紧上端,看到液体从下端接口处均匀流出且无气泡时,迅速拧紧下端管路接头。
观察柱压和基线是否平稳,柱压平稳说明无气泡,如果柱压规律的上下波动,就说明柱子进气了,则需要大量的缓冲液冲洗排气。
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柱压平稳,Paper多多!

