氣凝膠也叫果凍。溶膠或溶液中的膠體粒子或聚合物在壹定條件下相互連接形成空間網絡結構，結構中的空隙被液體(或幹凝膠中的氣體)填充作為分散介質。這種特殊的分散系統被稱為凝膠。沒有流動性。內部通常含有大量液體。比如血膠和瓊脂的含水量可以達到99%以上。可分為彈性凝膠和脆性凝膠。彈性凝膠失去分散介質後，體積明顯減小，重新吸收分散介質時，體積重新膨脹，如明膠。當脆性凝膠失去或重新吸收分散介質時，其形狀和體積不變，如矽膠。從溶液或溶膠形成凝膠的過程稱為凝膠化。
[編輯此段]生物和凝膠
生物分子的下遊純化對象壹般包括蛋白質、酶、重組蛋白、單克隆抗體、抗體和抗原、肽、病毒、核酸等。純化前需要確定生物分子的理化特性，然後通過實驗選擇最有效的純化工藝。
1.測定-分子量，PI
當目的蛋白的分子量、PI等物理性質不明確時，可通過PAGE電泳或色譜法測定。具有寬分離範圍的Superose HR填充柱非常適合於測定未知蛋白質的分子量。在含有不同PH緩沖液的幾個試管中，用少量的離子交換介質可以很容易地測量PI，並且可以選擇純化緩沖液的最佳PH。
2.選擇色譜法
如果您不太了解目標蛋白質的特性或樣品組成，您可以嘗試幾種不同的純化方法:
1)使用最常見的凝膠過濾法，選擇分離範圍較寬的介質，如Superose和Sephacryl HR，根據分子量將樣品分成不同的組分。
2)將目標蛋白質與含有特定配體或抗體的親和層析介質結合。各種活化的偶聯介質也可用於偶聯靶蛋白的底物和受體，然後用於結合靶蛋白。壹步就可以得到高純度的樣品。
3]大樣品通常通過離子交換色譜進行濃縮和純化。用高鹽洗脫的樣品可以通過疏水色譜純化。疏水層析利用高鹽吸附低鹽洗脫的原理，洗脫後的樣品可以直接進行離子交換等吸附層析。這兩種方法在提純過程中經常交替使用。
3.提純-大量的粗產品
為了避免堵柱，在處理大量原液時，壹般使用大顆粒離子交換介質如sepharose big beads、sepharoseXL、sepharose fast flow等。擴展柱床吸附技術使用各種流線型介質直接從含有破碎細胞或組織提取物的發酵液中捕獲蛋白質。將離心、超濾和初步純化合二為壹。提高回收率，縮短純化周期。
4.凈化-硫酸銨沈澱法常用於樣品的初步凈化，處理後的樣品處於高鹽狀態，非常適合直接疏水層析。對於離子交換，需要先用Sephadex G-25脫鹽。疏水色譜是壹種相對較新的技術，隨著介質種類的日益增多，逐漸融入到各種生產過程中。Hitrap HIC檢測試劑盒和RESOURCE HIC檢測試劑盒可用於在八種疏水介質中選擇最合適的介質和最佳純化條件。用低鹽洗脫的樣品可以稍微稀釋或直接進行其他吸附層析。
5.純水-糖分子
固定化外源凝集素，如伴刀豆球蛋白、花生、大麥等。，可以結合碳水化合物殘基，非常適合分離糖化細胞膜成分、細胞甚至亞細胞器，純化糖蛋白。兩種具有凝集素的Sepharose 6MB親和層析介質被設計用於捕獲整個細胞或大的復合物，例如膜囊。
6.純化-膜蛋白
去汙劑常用於膜蛋白分離，以保持其活性。離子去汙劑應選擇帶有與目標蛋白相反電荷的，以避免在離子交換過程中與目標蛋白競爭交換介質，從而去除去汙劑。非離子去汙劑可以用疏水色譜法除去。
7.純化-單抗和抗原*單抗多為IgG。主要來源是腹水和融合腫瘤培養上清液。腹水中含有大量白蛋白、轉鐵蛋白和宿主抗體。Mabselect、G蛋白和A蛋白對IgG的Fc區有特異性親和力，可壹步純化不同來源的IgG。血清補體如小牛血清可先用G蛋白預處理，培養前可去除IgG。重組蛋白A培養基Mabselect和rProtein A Sepharose FF對IgG具有更高的載量和特異性，並且群體脫落更少。通過離子交換Q Sepharose HP或凝膠過濾Superdex 200可以容易地去除掉落的蛋白質A。
*疏水層析苯基瓊脂糖凝膠HP也適用於純化IgG。宿主抗體和汙染的IgG可以通過凝膠過濾Superdex 200在精細純化中去除。
*純化IgG抗原最有效的方法是將IgG與活化的偶聯介質如CNBr、NHs活化的Sepharose FF偶聯，然後進壹步獲得IgG抗原。
*HiTrap IgM是用於純化融合腫瘤細胞的單克隆抗體，結合量為5mg IgM。HiTrap IgY專門用於純化IgY，結合量為100mg純IgY。
8.純化——純化的理念應該已經融入到重組蛋白的設計和構建中。大多數樣品都混有破碎的細胞或溶解的產物，因此膨脹柱床吸附技術STREAMLINE非常適合粗分離。Amersham biosciences提供了三種快速表達和壹步純化的融合系統。
1] GST融合載體使待表達的蛋白與谷胱甘肽S轉移酶壹起表達，然後用谷胱甘肽瓊脂糖4B親和層析純化，再用凝血酶或因子Xa切割。
2.蛋白A的融合載體將待表達的蛋白與蛋白A的IgG結合位點融合，用IgG瓊脂糖6 FF純化。
2]含組氨酸標簽的融合蛋白能與螯合瓊脂糖FF螯合Ni2+金屬，在正常或變性條件下(8M尿素)通過組氨酸螯合融合蛋白。HisTrap試劑盒提供了壹整套His-Tag蛋白的純化方法。
9.純化-包涵體蛋白
包涵體蛋白往往需要溶解在6M鹽酸胍或8M尿素中。具有高化學穩定性的Superose 12和Sepharose 6FF凝膠過濾介質適合在變性條件下純化。變性和純化的蛋白質需要復性至其天然構象。Superdex 75、Q Sepharose FF和苯基Sepharose FF有助於包涵體蛋白的復性。包涵體蛋白樣品純度越高，復性效果越好。SOURCE 30 RPC反相色譜介質非常適合復性前純化粗品，可用1MnaOH再生。該方法純化的包涵體蛋白的復性回收率明顯提高。
10.包涵體蛋白的固相復性*近年來，許多文獻報道了包涵體蛋白在變性條件下被固定(吸附)在層析介質上，壹般使用各種Sepharose FF離子交換層析介質。去除變性劑後，蛋白質在培養基上成功復性，然後洗脫復性後的蛋白質。固相復性避免了壹般復性過程中蛋白質多聚體的形成，所以復性得率更高，而且不需要大量稀釋樣品，復性和初步純化合二為壹，大大節省了時間，提高了回收率。
*固相復性法也用於HiTrap螯合金屬層析直接復性純化以包涵體形式表達的組氨酸融合蛋白；含多個賴氨酸的融合蛋白經HiTrap肝素親和層析直接復性和純化。兩種親和層析預裝柱均可重復使用，比壹般試劑盒更方便耐用。
11.中草藥有效成分的純化
中藥的化學成分極其復雜。中藥多為煎煮後服用，有效成分多為親水性成分，包括生物堿、黃酮類、蒽醌類、皂苷類、有機酸、多糖、肽類、蛋白質等。靈活綜合地使用多種色譜方法。例如離子交換、分子篩和反相色譜。Sephadex LH-20葡聚糖凝膠同時具有吸附層析和分子篩的功能。例如，如果用甲醇分離黃酮苷，首先洗去三糖，然後是二糖、單糖和苷元。Sephadex LH-20可以使用水、乙醇、丙酮、氯仿等多種試劑，廣泛用於多種天然產物的分離，包括生物堿、苷類、黃酮類、醌類、脂類、萜類、甾體等。
*生物堿在酸性緩沖液中帶正電荷，變成鹽。HiTrap SP陽離子交換色譜柱可以分離多種結構非常相似的生物堿。相反，黃酮類、蒽醌類、皂苷類和有機酸類在堿性緩沖液中可以溶解，在HiTrap Q陰離子交換柱上分離效果較好。
*通常，分子篩如Sephadex和Sephacryl用於純化多糖。如果分子量在600KD以下，需要更高的分辨率，可以選擇新壹代Superdex。壹般來說，植物可能含有水溶性、酸溶性和堿溶性多糖。分子篩和離子交換色譜的綜合利用有助於進壹步獲得各組分的純品。另外，多糖藥物需要去除蛋白質，會引起過敏，傳統的Sevag法需要重復幾十次才能將丁醇脫蛋白。陰陽離子交換法可以在壹個或兩個步驟中快速去除多糖中的殘留蛋白質。SOURCE5，15，30RPC反相色譜也非常適用於各種中藥有效成分的檢測、分離和放大制備。由於中藥成分非常復雜，源反相色譜可用範圍為PH1-14，可用1M NaOH和1M HCL洗滌再生。與傳統的矽膠反相色譜相比，更容易優化流程和清洗到位，使用壽命更長。
12.純化-肽
肽的來源有天然提取肽、合成肽和重組肽。肽很容易被酶降解，但它們可以從有機溶劑或助溶劑中復性，因此它們通過高選擇性反相色譜進行純化，如SOURCE 30RPC、SOURCE 15RPC、SOURCE 5RPC或離子交換Minibeads和Monobeads。Superdex肽HR是專為肽分子純化而設計的凝膠過濾預填充柱，可以配合反相色譜，做出更精致的肽圖。肽分子可以通過離子交換結合凝膠過濾來制備。多功能醫療城
13.純化-核酸和病毒
核酸的純化用於去除影響測序或PCR的汙染物。核酸大致可以分為質粒DNA、噬菌體DNA和PCR產物。病毒也可以看作是核酸大分子。像質粒DNA，我們可以用Sephacry S-1000 SF、Superose或Sepharoce 4FF凝膠過濾介質去除雜質，再配合Mono Q、SOURCE Q等離子交換分離核酸。
14.純化-寡核苷酸單磷酸廣泛用於反義)DNA、RNA測序、PCR和cDNA合成。合成後，含三苯甲基的寡核苷酸的副產物可在PH12用陰離子交換Mono Q或快速低背壓源Q除去，避免凝集和保護基團的損失。負載量遠高於反相色譜，可用於大批量制備。沒有三苯甲基的失敗序列可以通過反相柱ProRPC去除。
15.脫鹽和小分子去除
使用凝膠過濾介質Sephadex G10、G15、G25、G50等。去除小分子，效率高，處理量可達床體積的30%。只需在進樣後收集第壹個1/3-1/2柱體積的洗脫液，即可輕松去除填料分離範圍上限以下的小分子。因為只去除了小分子，所以柱高在10cm以上。整個過程通常可以在幾分鐘到半小時內完成。Sephadex G25系列介質專為蛋白質脫鹽而設計，預填充柱HiTrap脫鹽(5ml)可通過註射器操作。HiPrep脫鹽(26ml)可以在幾分鐘內脫鹽高達10ml樣品。
16.疫苗純化用凝膠過濾培養基Sepharose 4FF純化疫苗，去除培養基中的雜質蛋白。處理能力可以大於床體積的10%。柱高壹般在40-70cm，整個過程大概需要半個小時。目前用這種方法生產的疫苗有乙肝、狂犬病、出血熱、流感、結核病、脊髓灰質炎疫苗等。Sephacryl S-500HR可用於小分子量的疫苗，如甲肝疫苗。
17.抗生素聚合物分析
自2000年版起，中國藥典要求查明頭孢曲松鈉中聚合物的百分含量，采用Sephadex G10凝膠過濾法測定。
18.用於基因治療的純化病毒載體
SORRCE 15Q
19.用於基因治療的純化質粒
Q Sepharose XL，SOURCE 15Q，STREAMLINE Q，Sephacryl S500，Plasmidselect，在下遊純化中，可以應用不同的色譜技術純化生物分子，同時去除各種汙染物。
1.去除-內毒素
內毒素也叫熱原。含有脂肪A、糖和蛋白質，是壹種帶負電荷的復合高分子。
內毒素的脂肪部分具有很強的疏水性。但在高鹽下會凝集，不能進行疏水層析。疏水層析測試盒(17-1349-01)可用於選擇與目標蛋白結合的介質，去除內毒素。
內毒素與陰離子交換介質q或DEAE瓊脂糖凝膠Fast Flow緊密結合。洗脫目的蛋白後可用高鹽緩沖液或NaOH去除。
CNBr或NHS Sepharose FF可用於偶聯內毒素底物如LAL和PMB，自動形成親和層析介質結合內毒素。內毒素通常是壹種聚合物，可通過凝膠過濾色譜法有效去除。
2.從蛋白質中去除核酸。
大量的核酸增加了樣品的粘度，擴大了區域，增加了背壓，降低了分辨率和流速。藥檢和食品檢驗對核酸含量也有嚴格限制。
核酸在細胞中表達蛋白質的問題尤為嚴重。核酸帶負電荷。在初步純化時，利用Streamline、SP Sepharose Big Beads、SP或CM Sepharose FF、SP SepharoseXL等陽離子交換介質結合目的蛋白，可去除大量核酸。
核酸在高鹽下會與蛋白質解離，疏水層析介質非常適合結合目標蛋白質，在純化蛋白質的同時去除核酸。
核酸被核酸酶切割成小塊，通過凝膠過濾很容易去除，進行精細純化。
3.清除-病毒和微生物
病毒和微生物會成為病原體，應該盡可能減少。結合不同的色譜技術，使用註射用水，定期用NaOH消毒清洗儀器和凝膠，可以避免汙染物的增加。
大多數病毒都有脂質外殼。病毒可被帶有與靶蛋白相反電荷的S/D(溶劑/檢測器)滅活，如Triton和Tween。然後，可以將目標蛋白與適當的離子交換介質(如CM瓊脂糖FF)結合，以去除S/D .
其他汙染物可以改變pH值和離子強度，使它們與目標分子分離或失活。凝膠過濾介質Superdex和各種吸附介質SOURCE都是很好的精細凈化介質，可以去除多種微量汙染物。
凝膠是指顆粒大小為1埃至10埃的混合物。聚合物溶液和壹些溶膠，在適當的條件下，整個體系會轉變成壹種彈性的半固態粘稠物質，失去流動性。這種現象稱為凝膠化，形成的產物稱為凝膠或果凍。
“氣凝膠”是指分散體系是氣態的，如雲和霧，“固體凝膠”包括煙狀晶體，“液體凝膠”是液體膠體，如氫氧化鐵膠體。
示例:
食品級葡甘聚糖膠
葡甘聚糖膠(又稱魔芋膠)是壹種新型多用途顆粒食用膠。這裏介紹的葡甘露聚糖是從優質魔芋中提取的葡萄甘露聚糖，經過先進的工藝去除雜質後加工而成，添加的成分不含任何非食用化學成分和色素。與瓊脂、果膠、海藻膠等傳統食品添加劑相比，葡甘聚糖膠在膨脹率、粘度、增稠性、穩定性、易用性等方面明顯優於上述膠類。此外，它還具有特殊的優點:在酸性、中性或堿性條件下，無需添加任何凝固劑，可在室溫下冷凍，凝膠性能理想；保持或加強了葡萄甘露聚糖的降血糖、降血脂、減肥等保健功能，大大拓寬了魔芋的應用範圍；價格低廉，使用方便。
葡甘聚糖膠可廣泛應用於食品、飲料、醫藥、日化、科研等領域。作為瓊脂、果膠、海藻膠等的替代產品。，價格低廉，在不改變原有設備和工藝的情況下，可大大降低添加劑的使用成本。是壹種理想的新型凝膠添加劑。為了滿足不同產品開發的需要，1。凝膠(果凍)型:能與各種天然果汁、材料、色素很好地混合。作為廣譜凝膠賦形劑，是制作果凍、水晶軟糖等的優良原料。，也可作為培養基支架使用，無需添加任何其他樹膠或堿性成分；成膠條件隨機，脫杯完全，凝膠具有較高的強度和韌性。用量:0.7 ~ 0.9%。使用方法:在適當的溫水中溶脹3 ~ 5分鐘，煮沸冷卻至70度左右時加入糖和各種配料，再冷卻至室溫。
2.培養基類型:代替瓊脂用作花卉和其他植物組織培養的支持物。組培苗的根粗壯、苗壯，使用效果理想，成本大大降低。用量:0.5 ~ 0.6%。使用方法:在溫水中膨脹3 ~ 5分鐘，煮沸，冷卻。3.漿(茶)飲型:作為穩定劑和助懸劑，替代瓊脂和羧甲基纖維素等。廣泛應用於顆粒橙、果茶、果汁、豆漿、銀耳、八寶粥等多相懸浮劑中。(或混合)防止沈澱或分層。用量:約0.15 ~ 0.25%。使用方法:在適當的溫水中充分膨脹後，加入材料中。冷凍產品類型:用於冰棍、冰淇淋等冷凍產品，可以增加膨脹，減少冰晶，提高抗熱融性，使產品更加清爽。用量:約0.15 ~ 0.25%。使用方法:在適當的溫水中充分膨脹後，加入材料中。5.增稠型:用於果醬、大米、面制品中，能增加膨脹率，提高韌性，改善形狀和口感。是進口刺槐豆膠的理想替代品。用量:約0.2 ~ 0.3%。使用方法:在適當的溫水中充分膨脹後，加入材料中。