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尺寸排阻层析（SEC），又称凝胶过滤层析或者分子筛，当某液体流经多孔的凝胶结构时，按照溶液中各分子的物理尺寸不同，将液体流动相中各分子进行分离。直径大于填料孔径的分子无法进入孔里面，它们被完全排除，迅速通过柱子，并首先洗脱。按分子量大小的顺序，直径越小的分子，越能够进入填料的孔隙间，能渗入的体积也越大，洗脱也越晚。因为尺寸排阻层析（SEC）法对分子没有吸附能力，其分离机制会使样品稀释洗脱，故通常它不用于层析工艺中的捕获阶段或中间纯化步骤。有时它可用作最后的抛光精制阶段，即将目标蛋白从其聚合物或其他分子量显著不用的杂质中分离出来。另一个应用领域是将纯化后的目标蛋白脱盐。