如何精確分析多肽、蛋白質、聚合物甚至病毒顆粒的分子量

精確分析多肽、蛋白質、聚合物甚至病毒顆粒的分子量，可以采用多種技術和方法。以下是對這些技術和方法的詳細歸納：

### 一、多肽和蛋白質的分子量分析

1. **凝膠過濾法（SEC/GPC）**

* 原理：利用凝膠的分子篩作用，根據分子大小進行分離。大分子物質由于直徑較大不易進入凝膠顆粒的微孔，而只能分布顆粒之間，所以在洗脫時向下移動的速度較快，路程較短；小分子物質除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進入凝膠顆粒的微孔中，即進入凝膠相內，向下移動的速度落后于大分子物質，路程較長。因此分子越大的物質，通過色譜柱的時間越短，分子越小的物質，通過色譜柱的時間越長，這種現象又稱為分子篩現象。

* 優點：操作相對簡單，對樣品的純度要求不高，可以提供分子量分布信息。

* 應用：常用于蛋白質、多肽等生物大分子的分子量測定。

2. **SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳**

* 原理：在聚丙烯酰胺凝膠電泳系統中加入陰離子去污劑十二烷基磺酸鈉（SDS）和少量巰基乙醇，蛋白質多肽類混合物的電泳遷移率將主要取決于它們的相對分子量，而與電荷和形狀無關。

* 優點：分辨率高，可以同時分離多個蛋白質樣品。

* 應用：廣泛用于蛋白質純度和分子量的測定。

3. **質譜法**

* 原理：利用電場、磁場等手段將待測分子電離成帶電離子，并根據其質荷比（m/z）進行分離和檢測。

* 優點：靈敏度高、分辨率高、適用范圍廣，可以精確測定分子量。

* 應用：特別適用于蛋白質、多肽等復雜生物分子的分子量測定，如電噴霧電離質譜（ESI-MS）和基質輔助激光解吸電離質譜（MALDI-MS）。

### 二、聚合物的分子量分析

1. **凝膠滲透色譜法（GPC）**

* 原理：與凝膠過濾法相似，利用不同分子量化合物在凝膠填料孔隙中的滲透能力差異進行分離。

* 優點：可以提供分子量分布信息，適用于聚合物等大分子物質的分子量測定。

* 應用：廣泛用于聚合物分子量及分子量分布的測定。

2. **端基分析法**

* 原理：利用化學方法測定聚合物鏈端基團的種類和數量來推算分子量。

* 優點：操作相對簡單。

* 缺點：只適用于具有明確端基的聚合物，如聚酯、聚酰胺等，且對于高分子量樣品的測定準確度較差。

* 應用：有限制地用于特定類型聚合物的分子量測定。

3. **質譜法**

* 如飛行時間質譜（TOF-MS）等，同樣適用于聚合物的分子量測定，具有高精度和高靈敏度。

### 三、病毒顆粒的分子量分析

1. **高效液相色譜（HPLC）結合光散射法**

* 原理：利用病毒顆粒在色譜柱上的分離以及光散射信號來測定其分子量。

* 優點：快速、準確，適用于病毒顆粒等大分子的分子量測定。

* 應用：廣泛用于病毒疫苗、病毒樣顆粒（VLP）等生物制品的分子量分析。

2. **動態光散射（DLS）**

* 原理：通過測量病毒顆粒在溶液中的布朗運動來推算其粒徑和分子量。

* 優點：非侵入性、實時檢測。

* 應用：適用于病毒顆粒的粒徑和分子量分布測定。

3. **電泳法**

* 如SDS-PAGE電泳，雖然主要用于蛋白質和多肽的分子量測定，但在某些情況下也可用于病毒顆粒的亞基分子量分析。

### 四、綜合考量

1. **樣品特性**：根據樣品的性質（如極性、分子量范圍、穩定性等）選擇合適的方法。例如，對于極性大、分子量大的化合物如蛋白質和多肽，電噴霧電離質譜（ESI-MS）可能更為適用；而對于非極性、分子量較大的化合物如聚合物和某些病毒顆粒，基質輔助激光解吸電離質譜（MALDI-MS）可能更為合適。

2. **檢測精度和范圍**：不同的方法具有不同的檢測精度和適用范圍。例如，質譜法通常具有最高的檢測精度和適用范圍；而凝膠過濾法和端基分析法則可能受限于樣品的分子量和純度。

3. **儀器設備和成本**：考慮實驗室現有的儀器設備和成本預算。例如，質譜儀通常價格昂貴且需要專業的操作人員和維護；而凝膠過濾法和電泳法則相對簡單且成本較低。

綜上所述，精確分析多肽、蛋白質、聚合物甚至病毒顆粒的分子量需要根據樣品特性、檢測精度和范圍以及儀器設備和成本等因素進行綜合考慮和選擇。在實際應用中，可能需要結合多種方法以獲得更準確和全面的分子量信息。