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6 cm × 高さ 60 cm AKTAexplorer 10S(GE Healthcare) タンパク質低吸着シリンジフィルター (例)MILLEX-GV Syringe Driven Filter Unit フィルター材質:親水性 PVDF フィルター孔径:0. 22 μm フィルター直径:33 mm(MILLIPORE) バッファー用メンブレンフィルターユニット (例)Vaccuum Driven Disposable Filtration System フィルター孔径:0. 22 μm 容量:1000 ml(IWAKI) 1)ランニングバッファーの準備 AKTAexplorer を用いた実験では共通していえることだが、用いるものすべてをフィルターにかけて小さな埃などを除いておいたほうがよい。AKTAexplorer を用いた解析は非常に流路が狭く高圧下で行なうため、このような埃が AKTAexplorer 内のフィルターやカラムトップのフィルターを詰まらせ圧を上昇させる原因となる。そこでまず、ランニングバッファーとして用いるバッファーを 0. GPC ゲル浸透クロマトグラフィー（GPC/SEC）の原理・技術概要 | Malvern Panalytical. 22 μm のフィルターにかける。さらに気泡が流路に流れ込むと解析の波形を大きく歪ませるので、バッファーを脱気する必要がある。脱気は丁寧に行なうと時間がかかるため、われわれの研究室ではバキュームポンプを用いてフィルターをかけた後にそのまま10分程度吸引し続けることで簡易的な脱気を行なっている。試料となるタンパク質の安定性を考慮してゲル濾過を4℃の冷却状態で行なうため、バッファーを冷却しておく。 ランニングバッファーの一例 20 mM Potassium phosphate(pH 8. 0) 1 M NaCl 1 10% glycerol 5 mM 2-mercaptoethanol 2)カラムの平衡化 冷却したバッファーを温めることなくカラムに流す。この際の流速は、限界圧の 0. 3 MPa を超えなければ 4. 4 ml/min まで流速をあげても問題ない。しかし、実際に 1 ml/min 以上ではほとんど流したことはない。280 nm での吸光度の測定値が安定し、pH 及び塩濃度がランニングバッファーと等しくなるまでバッファーを流し、カラムを平衡化する(1. 2 CV~1. 5 CV 2 のバッファーを流している)。平衡化には流速 1 ml/min だった場合、約6時間半かかることになる。よって実際にサンプルを添加する前日に平衡化を行なっておくとよい。 3)サンプルの添加 使用する担体にも依存するが、ベッド体積の0.
0037"となり、ほぼ0°と近似できるので、7°の散乱光を0°と近似してそのまま使用可能です。 図6.LALSとMALSのアプローチ この散乱光の角度依存性ですが、全ての分子で起きるわけではありません。小さな分子(半径10~15 nm以下)では、散乱する箇所が1点になり"等方散乱"になります。この領域では、散乱光量も小さくなります。したがって、ノイズレベルの低い(S/N比が高い)散乱光の検出が必要になります。 一般に、光源に近いほどノイズは大きくなりますので、ノイズを小さくするには光源から一番遠い距離である垂直(90°)の位置で散乱光を検出すればS/N比の高い散乱光が得られます。このアプローチをRALS(Right Angle Light Scattering)と呼んでおり、MALSにもこの90°の位置に検出器が必ず配置されています。 図7.等方散乱とRALSのイメージ 3-2. MALSの課題 MALSは、多角度の検出が可能であり、高分子の光散乱角度の角度依存性を検証する研究などいった基礎研究には非常に有用です。しかし、原理上、絶対分子量を求める用途であるなら、多角度は必要ない場合があります。この場合、光散乱検出器は、"検出器の数=価格"になりますので、検出器数が多く搭載されているMALS検出システムは、先に述べた基礎研究の用途に使用しない場合、装置投資に見合う有用な活用方法が見出せない可能性があります。 3-3. LALS/RALSを採用したマルバーン・パナリティカルの光散乱検出器 このようなことから、弊社GPC/SECシステム中の光散乱検出器は、絶対分子量を求める用途には多角度の検出器(MALS)ではなく、信号強度の強いLALSとノイズレベルの低いRALSを用いた2角度検出器である「LALS/RALS検出器」を1次採用しています。このため、研究に必要な情報を必要な投資量の構成で達成し、お客様の生産性を向上させるための選択手段が広がります。 GPCのアプリケーション事例 1. ゲルろ過クロマトグラフィー担体選択のポイント. 分岐度などの類推 NMRなどの大型装置を使うことなく、RI検出器、光散乱検出器、粘度検出器を用いると、Mark-Houwink桜田プロットが作成できます。これにより、分子の構造(分岐度合い、分岐数)を評価する事が可能です。 図.Mark-Houwink桜田プロット 2. 分子量の精密分析 RI検出器、UV検出器、光散乱検出器を用いれば、2種類の組成からなるコポリマーの解析や、タンパク質とミセルの複合体の解析が可能です。 図.膜タンパク質(タンパク質・ミセル複合体)の解析事例
4) と ブルーデキストラン(青い色素 分子量200万)を混ぜた溶液をサンプルとして、ゲル濾過クロマトグラフィーを行う。 分子量の異なる物質を分離できることを確かめる。 課題 :色素溶液をゲル濾過クロマトグラフィーした結果について考察する。 使用する試薬 緩衝液 (9. 57mMリン酸緩衝生理食塩水(PBS), pH7. 35~7. 65) PBSタブレット(タカラバイオ株式会社)10錠を蒸留水に溶かし、1リットルにメスアップする。 色素混合液 (1. ゲル濾過クロマトグラフィー 使用例. 25mg/mlビタミンB 12 と2. 5mg/mlブルーデキストランを含む):(0. 5ml/2人) 色素混合液 10mg/ml ビタミンB 12 100ml 20mg/ml ブルーデキストラン PBS 600ml 10mg/ml ビタミンB 12 100ml 20mg/ml ブルーデキストラン100ml ビタミンB 12 1g ブルーデキストラン 2g PBSで100mlにメスアップ 使用する器具 メモリつきプラスチック試験管 (8本/2人) 試験管立て (1個/2人) 2ml, 1ml 駒込ピペット (各1本/2人) ゲル濾過用カラム (1本/2人): Prepacked Disposable PD-10 Columns (GE ヘルスケア) スタンド (1台/2人) ビーカー (2個/2人):緩衝液用と廃液用 マジック (1本/2人) ラベル (8枚/2人) 実験方法 (Flash Movie) ゲル濾過クロマトグラフィーによる色素分子の分離 試験管にNo. 1~8の番号を書いたラベルシールを貼り、試験管立てに並べる。 ゲル濾過用カラムの下に廃液用ビーカーを置いて、カラムの上下の蓋を開ける。 緩衝液が全てゲル内に移動し、カラムのフィルター上に緩衝液がなくなったら、すぐに下側の蓋をキッチリと閉める。 試験管立てのNo. 1の試験管がカラムの真下にくるようにセットする。 色素溶液 0. 5mlをカラムの上部に静かに加える。 カラム下の蓋をはずし、カラム溶出液を試験管に回収する。 色素溶液がすべてゲル内に移動したら、すぐに緩衝液をカラムの上部に満たす。 カラム上部の緩衝液が半分になったら、緩衝液を上端まで足すという操作を繰り返す。試験管に溶出液が2. 5mlたまったら素早く試験管立てを移動して、次の試験管に溶出液を入れる。この操作を8回繰り返す。 溶出液の回収が終わったら、すぐに、カラム下側の蓋を閉める。 カラムの上部に緩衝液を満たし、上側の蓋をする。 画面左下のアイコンについて 3秒間隔の自動でページを進めます。 そのページで停止します。 手動で次のページを表示します。 一つ前のページに戻ります。
フェリチン(440 kDa)、2. アルドラーゼ(158 kDa)、3. アルブミン(67 kDa)、5. オブアルブミン(43 kDa)、6. カーボニックアンヒドラーゼ(29 kDa)、7. リボヌクレアーゼ A(13. 7 kDa)、8. アプロチニン(6. 5 kDa) 実験上のご注意点 ゲルろ過では分子量の差が2倍程度ないと分離することができません。分子量に差があまりないような夾雑物を除きたい場合にはゲルろ過以外の手法を用いるべきです。また、ゲルろ過では添加できるサンプル液量が限定されることにも注意が必要です。一般的なゲルろ過では添加することのできるサンプル液量は使用するカラム体積の2~5%です。サンプル液量が多い場合には複数回に分けて実験を行うか、前処理として濃縮効果のあるイオン交換クロマトグラフィーや限外ろ過などでサンプル液量を減らします。添加するサンプル液量が多くなると分離パターンが悪くなってしまいます(後述トラブルシュート2を参照)。 グループ分画を目的とするゲルろ過 ゲルろ過では前述したような高分離分画とは別に脱塩やバッファー交換にも使用されます。この場合に使用されるのはSephadexのような排除限界の大きな担体です。排除限界とはこの分子量より大きなサンプルは分離されずに、まとまって溶出される分子量数値です。この場合にはサンプル中に含まれるタンパク質など分子量の大きなものを塩などの低分子のものとを分離することができます。グループ分画で添加できるサンプル量は使用するゲル体積の30%です。サンプルが少量の場合には透析膜など用いるよりも簡単に脱塩の操作ができます。 トラブルシューティング 1. 流速による影響 カラムへの送液が早い場合は、ピークトップの位置に変化はありませんが、ピークの高さが低くなりピークの幅も広がってしまいます(図2)。流速を早めただけでこのような分離の差が生じてしまうことがあります。カラムの推奨流速範囲内へ流速を下げる対処をおすすめします。 図2.溶出パターンと流速の関係 2. サンプル体積による影響 カラムへ添加するサンプル体積が多い場合、ピークの立ち上がりの位置は同じですが、ピークの幅が広がってしまいます(図3)。分離を向上させるには、サンプルの添加量を2~5%まで減らしてください。 図3.溶出パターンとサンプル体積の関係 3.
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