凝胶层析的原理是什么凝胶层析的原理是什么？

凝胶层析的原理是什么？为何可以分离纯化这些蛋白质？我们可以通过哪些方法进行纯化？今天我们就来聊聊这些问题。

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首先，我们先来了解一下胶原蛋白的结构。

胶原蛋白是一种多肽，它的重要成分是氨基酸残基，也就是我们俗称的肽。

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凝胶色谱法的原理是：凝胶色谱法的固定相为多孔性凝胶类物质，流动相为水溶液或有机溶剂，它是根据不同组分子体积的大小进行分离的。

小分子可以扩散到凝胶空隙，由其中通过，出峰最慢；

中等分子只能通过部分凝胶空隙，中速通过，而大分子被排斥在外，出峰最快；

溶剂分子小，故在最终出峰，全部在死体积前出峰；

可对相对分子质量在100-105范围内的化合物按质量分离。

凝胶色谱,又称为分子排阻色谱,其分离物质的原理为分子筛原理,且多用于分离有机大分子化合物,如蛋白质、多肽、多糖等.对高分子物质有很高的分离效果。

大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。

小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最终流出 。

分子筛效应：一个含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时,各分子在柱内同时进行着两种不同的运动,垂直向下的移动和无定向的扩散运动.大分子物质由于直径较大,不易进入凝胶颗粒的微孔,而只能分布颗粒之间,所以在洗脱时向下移动的速度较快.

小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外,还可以进入凝胶颗粒的微孔中,即进入凝胶相内,在向下移动的过程中,从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒,如此不断地进入和扩散,小分子物质的下移速度落后于大分子物质,从而使样品中分子大的先流出色谱柱,中等分子的后流出,分子最小的最终流出,这种现象叫分子筛效应.具有多孔的凝胶就是分子筛.

凝胶层析与纸层析分别为：载体不同、原理不同、预处理不同。

一、载体不同

1、凝胶层析：凝胶层析的载体为是由胶体溶液凝结而成的固体。

2、纸层析：纸层析是用纸当作载体。

二、原理不同

1、凝胶层析：凝胶层析的原理为分子筛效应，在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而沿凝胶颗粒间的空隙最先流出柱外，而小分子可以进入凝胶颗粒内部的多孔网状结构，流速缓慢，以至最终流出柱外，从而使样品中分子大小不同的物质得到分离。

2、纸层析：纸层析其应用的原理是相似相溶原理，是通过分裂系的在同一介质中分散速度不同来分析的。

三、预处理不同

1、凝胶层析：凝胶层析必须于使用前在过量的溶剂中充分地膨胀。

2、纸层析：纸层析无需进行预处理。

凝胶色谱又叫排阻色谱，用的是葡聚糖凝胶的孔径大小不一，来对大分子化合物进行分类。

分子大的，不能通过凝胶的内部孔的，最先流出，分子小的，可以进入孔中的，会被凝胶保留，会较晚流出。

具体原理在色谱理论里面有详细的介绍。

如有不明之处，请追问！

凝胶过滤层析的原理是利用具有多孔网状结构的颗粒的分子筛作用，根据被分离样品中各组分相对分子质量大小的差异进行洗脱分离，重要是根据蛋白质的大小和形状，即蛋白质的质量进行分离和纯化。

凝胶过滤层析也称分子筛层析、排阻层析，小分子物质能进入其内部，流下时路程较长，而大分子物质却被排除在外部，下来的路程短，当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时，溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。

单个凝胶珠本身象个筛子。

不同类型凝胶的筛孔的大小不同。

如果将这样的凝胶装入一个足够长的柱子中，作成一个凝胶柱。

当含有大小不同的蛋白质样品加到凝胶柱上时，比凝胶珠平均孔径小的蛋白质就要连续不断地穿入珠子的内部，这样的小分子不但其运动路程长，而且受到来自凝胶珠内部的阻力也巨大，所以越小的蛋白质，把它们从柱子上洗脱下来所花费的时间越长！凝胶中只有很少的孔径可接受大的蛋白。

因此，大的蛋白质直接通过凝胶珠之间的缝隙首先被洗脱下来。

凝胶过滤所用的凝胶孔径大小的选择重要取决于要纯化的蛋白质分子量。

七言｜幸福的第一性原理

“01 生命中有一个短暂的窗口期，那时你的父母健康，你的孩子们还小，所有人都快乐地在一起。

感觉它会永远持续下去，但它不会。

珍惜它的每一刻。

“02 天高云淡之时，心也跟着被放宽了一寸。

——丰子恺《秋》 “03 理解对方的脆弱，但不等于你要等着对方。

你可以带着这份理解离开，然后去遇见一个真正准备好接住你的人。

保重，现在该你理解自己了。

“04 做你自己，然后去承受你为个性付出的代价和收到的礼物。

“05 所有顶级玩家，最后追求的都是运动、自然、长期主义、稳定关系、低刺激生活。

生活幸福的第一性原理，是内在秩序。

“06 “想从别人那边要任何东西，都是烦恼的起源……能够自己给自己的，最好都自己给，虽然费力，但减少痛苦，这是自由。

” ——蔡康永 “07 走着相同道路的，只能是同行者。

走着不同道路却能相伴而行的，才是朋友。

监制：视觉志 编辑：七言君 视频号：视觉志

局域性原理：量子纠缠为什么不能实现超光速传递信息

但凡接触过量子力学，几乎所有人都会被一个“终极疑问”困住： 量子纠缠的两个粒子，哪怕相隔亿万光年，只要观测其中一个，另一个的状态会瞬间同步确定。

这种无视距离、超越光速的联动，难道不就是打破了相对论的光速限制？未来人类真的能实现超光速通讯、星际实时传信吗？ 网上大量科普将量子纠缠吹捧为“超光速黑科技”，实则是对物理底层规则的巨大误解。

今天我们就依靠经典局域性原理+量子力学权威结论，一次性彻底讲透：量子纠缠有超距关联，但永远无法实现超光速传递信息。

读完这篇，你将彻底跳出量子力学的网红误区，看懂宇宙最硬核的底层规则。

一、宇宙底层铁律：到底什么是局域性原理？ 想要解开疑惑，首先要搞懂整个物理学的基石——局域性原理（定域性原理）。

这是狭义相对论、经典场论的核心准则，也是宇宙约束信息传递的终极规则，我们可以通俗、精准地拆解为两点： 1.万物只受近处的影响，不存在隔空瞬时作用 宇宙中所有物理作用、能量传递、场的影响，都需要在临近空间完成。

一个物体不可能瞬间对亿万光年外的物体产生干预，不存在无过程、无介质、无延迟的超距作用。

2.有效信息、能量的传递，绝对不能超光速 这是最关键的核心：光速限制的从来不是“粒子关联”，而是“可控信息与能量的传递”。

很多人混淆了重点：相对论从未禁止“状态同步”，只严格禁止携带有效内容、可以被人类编码解读、能改变因果的信息超光速传播。

简单总结一句人话：能用来发消息、传指令、改结果的东西，一律跑不过光速；单纯的物理状态关联，不受光速约束。

这也是量子纠缠所有争议的破局关键点。

二、通俗读懂：量子纠缠的真实运行逻辑 很多谣言的源头，是大家对量子纠缠的理解完全失真。

真实的量子纠缠，不是两个粒子“互相通讯”，而是两个粒子从诞生之初，就属于同一个量子整体系统。

我们用最标准的自旋纠缠模型举例： 一对总自旋为0的纠缠粒子，必然自旋相反、状态绑定。

在没有观测、没有退相干之前，两个粒子都处于量子叠加态，自旋向上、向下同时存在，状态完全不确定。

当我们在地球观测粒子A，粒子A的叠加态瞬间坍缩，确定出一个随机自旋状态；与此同时，远在光年外的粒子B，会瞬间对应坍缩出相反状态。

从视觉效果上看：跨光年距离，状态零延迟同步。

爱因斯坦当年将其称为“鬼魅般的超距作用”，也正因这个诡异现象，诞生了著名的EPR佯谬，困扰物理学界数十年。

但重点来了：同步 ≠ 通讯，关联 ≠ 传信。

三、核心辟谣：超距关联，为什么带不动任何信息？ 这是全文最硬核、最需要记住的知识点，也是中科院物理所、量子实验室的统一结论：量子纠缠的瞬时坍缩，无法承载任何有效信息。

原因有三个，每一个都直接锁死超光速通讯的可能： 1. 观测结果是绝对真随机，人类完全无法控制 量子力学的核心特性就是测量随机性。

我们观测纠缠粒子，得到的自旋状态是完全随机、不可预判、不可操控的。

你无法指定这次观测是“正”、下次是“负”，粒子的坍缩结果不受人为干预。

而信息的本质，是可控的有序信号。

如果结果全是随机乱码，没有任何规律、无法人为编码，就不存在传递信息的基础。

2. 接收方无法单独感知“变化” 很多人误以为：粒子状态变了，对面就能立刻发现。

事实恰恰相反：单独观测远方的纠缠粒子，看不出任何变化、任何异常。

接收方在没有和发送方核对数据的情况下，只能得到一串毫无规律的随机结果，完全无法判断： 是原本的随机状态，还是因为对方观测导致的坍缩。

想要验证二者的关联，必须依靠光速以内的经典通讯方式核对数据，这一步直接锁死了超光速的可能。

3. 无能量、无介质传输，不构成物理通讯 所有有效信息传递，必然伴随能量交换、物理信号传输。

而量子纠缠的状态坍缩过程，全程没有能量传递、没有粒子传输、没有场的交互。

它只是一个整体量子系统的状态确定过程，没有任何物理量跨越空间传播，自然不属于相对论禁止的“超光速信息传递”。

四、贝尔实验定论：分清“非局域关联”与“超光速传信” 很多人疑惑：既然不能传信，为什么科学界一直说量子纠缠有非局域性？ 这里藏着最大的概念误区，也是2022年诺贝尔物理学奖的核心结论： 数十年无数次无漏洞贝尔不等式实验彻底证明： 1.量子世界不存在经典隐变量，粒子的关联不是提前设定好的； 2.量子纠缠确实拥有非局域关联特性，远超经典物理认知； 3.非局域关联绝对不等于非局域通讯。

实验只证明了“粒子状态可以超距同步”，从未证明可以超光速传信。

局域性原理对“信息、能量、因果”的约束，自始至终完好有效，相对论和量子力学在这里根本不冲突。

五、日常答疑：墨子号量子通讯，是超光速通讯吗？ 这是大众最高频的误区：我国的墨子号量子卫星、量子通信网络，难道不是量子超光速通讯？ 统一、标准、权威答案：完全不是。

1.量子通信的有效信息载体依旧是传统电磁波，传输速度严格等于光速； 2.量子纠缠在通信中不传输内容、只传输密钥，负责加密、防窃听、检测窃听； 3.量子通信的核心优势是绝对安全，不是速度更快，全程没有任何超光速行为。

所谓量子通讯，是“量子加密+经典传信”的组合技术，和大众想象的“瞬间跨星际传信”毫无关系。

六、结尾：读懂局域性，才算入门量子力学 总结全文所有核心结论，帮大家彻底清零误区： 1.量子纠缠确实存在超距、瞬时的状态关联，颠覆经典物理直觉； 2.这种关联是纯量子特性，无能量、无信息、无因果传递； 3.局域性原理依然是宇宙铁律，有效信息永远无法超光速传播； 4.量子力学和狭义相对论并不矛盾，矛盾的只是大众的错误解读。

量子世界的浪漫与神奇，从来不是打破物理规则，而是让我们看见宇宙更深层、更精妙的运行逻辑。

所谓的“超光速谣言”，只是我们用经典思维，强行解读量子世界的结果。