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干货分享|离子色谱和凝胶色谱该怎么选?
链长分布
在淀粉的层次结构中(图1),链长分布(CLD)是一级结构的重要特征,是更高层次结构的基础,也是淀粉理化性质的基础1 2。结合以往对淀粉精细分子结构的认识,对直链淀粉以及支链淀粉精细结构的理解及深入研究,是全面理解淀粉构效的重要条件。
目前对淀粉的链长分布的测定方法有很多种,主要有:凝胶层析法、高效体积排阻色谱法、高效阴离子交换色谱-脉冲安倍检测法、DNA测序仪的荧光糖电泳等,这些检测方法对支链淀粉的检测范围和检测精度都存在一定差异。小编本次主要针对目前主流的两种方法,即高效体积排阻色谱法、高效阴离子交换色谱-脉冲安倍检测法来进行介绍。
图1.淀粉的6个层级。(层级1:单独的分支;层级二:直链淀粉/支链淀粉;层级三:结晶区/无定形区片层;层级四:生长环;层级5:淀粉颗粒;层级6:籽粒)
什么是离子色谱?
高效阴离子交换色谱一脉冲安培检测法(high-performance anion exchange chromatography with pulsed amperometric detection, HAPED-PAD)是至今较为成熟的支链淀粉链长分布测定方法3 4。20世纪80年代以来,该方法广泛应用于糖类的分析,属于糖类检测的首选方法。该方法具有在强碱性条件下灵敏度高、有机溶剂兼容性好以及无需衍生等特点5,分离特定聚合度下的各个色谱峰,即对葡萄糖链的分布进行测定,从而成为检测支链淀粉链长分布的一种重要方法。支链淀粉作为多糖,也可使用该方法6。
离子交换的原理为:以有机离子交换树脂为填料类型,采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子,苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架,在苯环上引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂,该类交换树脂具有多孔或薄壳型或大孔表面层型的物理结构,以便于快速达到交换平衡。
图2.离子色谱工作原理
通过离子交换法可以准确的得到支链淀粉链长分布图,并且可以得到单个色谱峰分子聚合度的准确信息,检测范围为DP6-DP76,因此只能关注到支链淀粉链长分布信息。
什么是凝胶色谱?
凝胶渗透色谱法(Gel permeation chromatography, GPC),或称高效分子排阻色谱法(High Performance size-exclusion Chromatography, HPSEC),是利用凝胶排阻色谱将不同分子尺寸的直链淀粉和支链淀粉进行分离。用异淀粉酶将淀粉脱分支后,通过对比支链淀粉和直链淀粉的峰面积可得出直链淀粉的百分含量,采用该方法测定直链淀粉含量准确度高,可同时测定直链淀粉和支链淀粉含量7。但是凝胶色谱也存在一定的缺点,例如,通过液相系统以非常高的压力对高分子质量或高分子链施加压力可能会导致高分子链降解,产生片面的结果。因此,因凝胶色谱在校准方面的局限以及剪切力的影响,在测定脱分支后的支链淀粉不如离子色谱来的准确。
图3.SEC的峰加宽效应
离子色谱和凝胶色谱该怎么选?
通过上面的描述,相信各位应该能很快的总结出来,针对支链淀粉的链长,我们更推荐用离子色谱的方法来测定,而直链淀粉的链长,用凝胶色谱来测定则更加合适。
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参考文献
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[3] 贺伟,丁卉,王婕琛,等.高效阴离子交换色谱一脉冲安培法测定支链淀粉糖链长分布[J].分析测试学报,2012,10:1242—1247.
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