凝膠色譜柱是一種重要的色譜分離工具，廣泛應(yīng)用于分子量分離、生物大分子純化以及高分子材料分析等領(lǐng)域。它基于凝膠滲透原理，通過柱內(nèi)填充的多孔凝膠介質(zhì)，實現(xiàn)對不同分子大小的分離。

　　一、工作原理

　　凝膠色譜柱的分離原理基于“分子篩效應(yīng)”或稱“排阻效應(yīng)”。當(dāng)待分離的樣品溶液流經(jīng)填充有多孔凝膠的柱子時，不同分子大小的組分在通過柱床時表現(xiàn)出不同的通行路徑和速度。

　　1、大分子：由于分子尺寸較大，無法進入凝膠顆粒的孔隙，只能繞過凝膠顆粒表面，因此其流動路徑較短，容易較快通過柱子，較早洗脫。

　　2、中等大小分子：部分分子可以進入孔隙，但并不能滲透凝膠顆粒的全部孔隙，因此其流動路徑介于大分子和小分子之間，洗脫時間居中。

　　3、小分子：能夠自由進入凝膠顆粒內(nèi)的大多數(shù)孔隙，流動路徑相對較長，因此通過色譜柱所需的時間最長，較晚洗脫。

　　簡而言之，它利用分子在凝膠顆粒孔隙中的“排阻”作用實現(xiàn)分子大小的分離，分子量越大洗脫時間越短，分子量越小洗脫時間越長。

　　二、分離機制

　　凝膠色譜柱的分離機制主要包括以下幾個方面：

　　1、物理篩分作用

　　凝膠介質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)對分子起到物理篩分的作用。不同大小的分子通過是否能進入顆粒孔隙實現(xiàn)分離。此過程不依賴于分子的化學(xué)性質(zhì)或電荷，只依賴于分子的體積大小，因此凝膠色譜是一種尺寸排阻分離技術(shù)。

　　2、動力學(xué)因素

　　分子在凝膠顆粒孔隙中的擴散速度影響其在柱中的遷移速率。較小分子因能夠進入更多孔隙，擴散路徑更復(fù)雜，遷移速度較慢。較大分子受限于無法進入孔隙，遷移路徑較為直接，因此遷移速度較快。

　　3、非特異性吸附

　　雖然凝膠色譜的主要分離機理是基于分子大小，但在實際應(yīng)用中，樣品分子與凝膠表面的非特異性吸附可能影響分離效果。良好的凝膠材料設(shè)計會盡量減少這種吸附，確保分離純粹依賴于分子大小。

　　凝膠色譜柱通過多孔凝膠介質(zhì)實現(xiàn)基于分子大小的分離，其工作原理是利用分子在凝膠顆粒孔隙中的物理排阻效應(yīng)。大分子因不能進入孔隙而較快洗脫，小分子則因深入孔隙而延遲洗脫。該技術(shù)操作簡便、條件溫和，適用于多種復(fù)雜生物樣品和高分子材料的分離分析，已成為現(xiàn)代化學(xué)和生物技術(shù)實驗室的重要工具。