为什么胡萝卜素在层析柱中移动最快:极性最弱受填料吸附力最小迁移速度最优

为什么胡萝卜素在层析柱中移动最快:极性最弱受填料吸附力最小迁移速度最优

上周生物实操课做柱层析分离叶绿体色素,蹲在实验台边反复调试参数、重复操作,真切弄明白为什么胡萝卜素在层析柱中移动最快,之前死记的知识点,在亲手跑了五六次层析柱后,终于落地成了看得见的实操规律。

一开始完全找错了原因。

最开始总觉得是自己的操作出了纰漏,一遍遍压实层析柱里的硅胶填料,刻意放缓层析液的滴落流速,甚至重新提取了新鲜的菠菜叶色素原液,生怕杂质影响分离效果。每次加样后盯着柱身的色素条带,都能清晰看到橙黄色的胡萝卜素一马当先,顺着层析液快速向前推进,黄绿色、蓝绿色的叶绿素条带死死停在后方,叶黄素的移动速度也远远跟不上它。折腾了整整一节课,调整了所有能改动的操作细节,可四种色素的移动顺序从来没变过,那一刻才发现,人为操作根本改变不了这个固定的分离结果。

后来才反应过来,层析柱里色素的移动速度,从来不由操作手法决定,只由色素自身的理化性质决定。

实验室用的硅胶层析填料是极性介质,核心的分离逻辑特别简单,就是极性不同的物质,被硅胶吸附的力度完全不一样。极性越强的色素分子,和硅胶填料的结合力就越强,会被牢牢吸附在柱体内部,很难随着流动的层析液前进,移动速度自然就慢。反之,极性越弱的分子,几乎不会被填料吸附,能顺着层析液的流动方向快速迁移,跑在最前面。

其实四种光合色素里,胡萝卜素的分子极性是最低的,也是脂溶性最强的那一个,没有多余的亲水基团,和极性硅胶填料的亲和力极低。

胡萝卜素刚好踩中了所有快移的条件。

之前还傻傻误以为分子分子量大小会影响移动速度,特意翻了课本对比四种色素的分子参数,发现胡萝卜素并不是分子量最小的色素,直接推翻了自己的猜想。叶绿素a、叶绿素b带有亲水的极性基团,极性远大于胡萝卜素,被硅胶牢牢吸附,移动速度最慢;叶黄素极性居中,速度也居中,唯独胡萝卜素极性最弱、吸附力最小,所以在层析柱里的移动速度遥遥领先。

那次实验结束收拾器材的时候,指尖蹭到层析柱壁残留的橙黄色色素印记,就呆呆看着透明柱体出神。

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