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凝膠滲透的工作原理并不復雜
在化學實驗室中，有一種技術能夠像篩子一樣將不同大小的分子分開，卻不需要任何化學試劑參與反應。這項技術就是凝膠滲透，它利用一種特殊的凝膠材料，讓分子按照體積大小依次通過，從而實現分離。
凝膠滲透的基本工作原理并不復雜。核心部件是一根填充了凝膠微球的色譜柱，這些微球內部布滿許多微小孔洞。當含有不同大小分子的樣品溶液流經色譜柱時，小分子能夠進入凝膠微球內部的孔洞，在孔道中穿行，路徑較長；而大分子無法進入這些孔洞，只能從微球之間的空隙通過，路徑較短。因此，大分子先被洗脫出來，小分子后出來，按照分子體積從大到小的順序依次分離。
這種分離方式與分子量相關。在相同分子形狀下，分子量越大，分子體積越大，越早被洗脫。但需要注意的是，分離的依據是分子在溶液中的流體力學體積，而非分子量本身。對于線性高分子和球形蛋白，分子量與體積存在對應關系，因此可以用已知分子量的標準樣品繪制校正曲線，再根據未知樣品的洗脫體積推算其分子量。
凝膠滲透技術有幾個明顯的優點。較前，操作條件溫和。整個分離過程在液相中進行，不需要高溫、高壓或劇烈條件，對生物大分子如蛋白質、核酸的結構影響較小，能夠保持樣品的活性。第二，適用范圍廣。從分子量幾百的小分子到數百萬的高分子，只要分子體積存在差異，都可以嘗試分離。第三，方法簡便。樣品不需要特殊處理，直接進樣即可，分離時間通常在幾十分鐘到一小時左右。第四，重復性好。在固定條件下，同一樣品的洗脫圖譜具有較好的重現性，便于定量分析。
在實際應用中，凝膠滲透技術常用于高分子材料的分子量分布測定。合成高分子往往不是單一分子量，而是一個分布范圍，能夠快速給出分子量分布曲線，幫助研究人員了解聚合反應的效果。在生物化學領域，可用于蛋白質脫鹽、緩沖液置換以及蛋白質復合物的分離。在藥物研發中，它被用來分析多肽、抗體等生物大分子的聚集狀態。
凝膠滲透技術也有其局限性。例如，它無法分離分子體積相近的樣品，分辨率有限；對于帶有電荷的分子，可能產生非特異性吸附；色譜柱的分離范圍受限于凝膠微球的孔徑大小，需要根據樣品選擇合適的凝膠類型。
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