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蛋白質的分離純化超濾膜

發布時間:2022-03-15 08:37:01

1. 常用的蛋白質分離純化方法有哪幾種各自的作用原理是什麼

分離蛋白質混合物的各種方法主要是根據蛋白質在溶液中的以下性質:1)分子大小;2)溶解度;3)電荷;4)吸附性質;5)對其它分子的生物學親和力等進行分離。
常見的分離提純蛋白質的方法有: 1、鹽析與有機溶劑沉澱:在蛋白質溶液中加入大量中性鹽,以破壞蛋白質的膠體性質,使蛋白質從溶液中沉澱析出,稱為鹽析。常用的中性鹽有:硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時,溶液的pH在蛋白質的等電點處效果最好。凡能與水以任意比例混合的有機溶劑,如乙醇、甲醇、丙酮等,均可引起蛋白質沉澱。2、電泳法:蛋白質分子在高於或低於其pI的溶液中帶凈的負或正電荷,因此在電場中可以移動。電泳遷移率的大小主要取決於蛋白質分子所帶電荷量以及分子大小。3、透析法:利用透析袋膜的超濾性質,可將大分子物質與小分子物質分離開。4、層析法:利用混合物中各組分理化性質的差異,在相互接觸的兩相(固定相與流動相)之間的分布不同而進行分離。主要有離子交換層析,凝膠層析,吸附層析及親和層析等,其中凝膠層析可用於測定蛋白質的分子量。5、分子篩:又稱凝膠過濾法,蛋白質溶液加於柱之頂部,任其往下滲漏,小分子蛋白質進入孔內,因而在柱中滯留時間較長,大分子蛋白質不能進入孔內而徑直流出,因此不同大小的蛋白質得以分離。6、超速離心:利用物質密度的不同,經超速離心後,分布於不同的液層而分離。超速離心也可用來測定蛋白質的分子量,蛋白質的分子量與其沉降系數S成正比。

2. 請簡述可用於蛋白質分離純化的四種方法及其原理

樓主,方法很多,我就挑幾個比較有代表的吧
1.親和層析:利用分子與其配體間特殊的、可逆性的親和結合作用而進行分離的一種層析技術。
原理:將具有特殊結構的親和分子製成固相吸附劑放置在層析柱中,當要被分離的蛋白混合液通過層析柱時,與吸附劑具有親和能力的蛋白質就會被吸附而滯留在層析柱中。那些沒有親和力的蛋白質由於不被吸附,直接流出,從而與被分離的蛋白質分開,然後選用適當的洗脫液, 改變結合條件將被結合的蛋白質洗脫下來。
http://ke..com/view/81754.htm
2.凝膠過濾:利用一定大小孔隙的具有網狀結構的凝膠作層析介質(如葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠、聚丙烯醯胺凝膠等),根據被分離物質的分子大小、形狀不同擴散到凝膠孔隙內的速度不同,因而通過層析柱的快慢不同而分離的一種層析法。
原理:凝膠過濾層析(gel filtration chromatography)法又稱排阻層析或分子篩方法,主要是根據蛋白質的大小和形狀,即蛋白質的質量進行分離和純化。層析柱中的填料是某些惰性的多孔網狀結構物質,多是交聯的聚糖(如葡聚糖或瓊脂糖)類物質,使蛋白質混合物中的物質按分子大小的不同進行分離。也叫做分子排阻層析(molecular-exclusion chromatography)。一種利用帶孔凝膠珠作基質,按照分子大小分離蛋白質或其它分子混合物的層析技術。 一般是大分子先流出來,小分子後流出來。
http://ke..com/view/81744.html
3.聚丙烯醯胺凝膠電泳:用於分離蛋白質和寡糖核苷酸。
作用原理 聚丙烯醯胺凝膠電泳是網狀結構,具有分子篩效應。它有兩種形式:(1)非變性聚丙烯醯胺凝膠,在電泳的過程中,蛋白質能夠保持完整狀態,並依據蛋白質的分子量大小、蛋白質的形狀及其所附帶的電荷量而逐漸呈梯度分開。
http://ke..com/view/320392.htm
4.鹽析:增加中性鹽濃度使蛋白質、氣體、未帶電分子溶解度降低的現象。是蛋白質分離純化中經常使用的方法,最常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉等。
http://ke..com/view/210139.htm

3. 蛋白質分離純化的5種方法主要有什麼

蛋白質分離來純化常用方法有自:
1、沉澱,
2、電泳:蛋白質在高於或低於其等電點的溶液中是帶電的,在電場中能向電場的正極或負極移動.根據支撐物不同,有薄膜電泳、凝膠電泳等.
3、透析:利用透析袋把大分子蛋白質與小分子化合物分開的方法.
4、層析:
a.離子交換層析,利用蛋白質的兩性游離性質,在某一特定PH時,各蛋白質的電荷量及性質不同,故可以通過離子交換層析得以分離.如陰離子交換層析,含負電量小的蛋白質首先被洗脫下來.
b.分子篩,又稱凝膠過濾.小分子蛋白質進入孔內,滯留時間長,大分子蛋白質不能時入孔內而徑直流出.
5、超速離心:既可以用來分離純化蛋白質也可以用作測定蛋白質的分子量.不同蛋白質其密度與形態各不相同而分開.

4. 蛋白質的分離純化技術有哪些

蛋白質的分離純化方法很多,主要有:
(一)根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質的鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響,一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高,蛋白質的溶解度增加,此稱鹽溶;當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度不同程度下降並先後析出,這種現象稱鹽析,將大量鹽加到蛋白質溶液中,高濃度的鹽離子(如硫酸銨的 SO4 和 NH4)有很強的水化力,可奪取蛋白質分子的水化層,使之「失水」,於是蛋白質膠粒凝結並沉澱析出。鹽析時若溶液 pH 在蛋白質等電點則效果更好。由於各種蛋白質分子顆粒大小、親水程度不同,故鹽析所需的鹽濃度也不一樣,因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質分段沉澱。
影響鹽析的因素有:(1)溫度:除對溫度敏感的蛋白質在低溫(4 度)操作外,一般可在室溫中進行。一般溫度低蛋白質溶介度降低。但有的蛋白質(如血紅蛋白、肌紅蛋白、清蛋白)在較高的溫度(25 度)比 0 度時溶解度低,更容易鹽析。(2)pH 值:大多數蛋白質在等電點時在濃鹽溶液中的溶介度最低。(3)蛋白質濃度:蛋白質濃度高時,欲分離的蛋白質常常夾雜著其他蛋白質地一起沉澱出來(共沉現象)。因此在鹽析前血清要加等量生理鹽水稀釋,使蛋白質含量在 2.5-3.0%。蛋白質鹽析常用的中性鹽,主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。 其中應用最多的硫酸銨,它的優點是溫度系數小而溶解度大(25 度時飽和溶液為 4.1M,即 767 克/升;0 度時飽和溶解度為 3.9M,即 676 克/升),在這一溶解度范圍內,許多蛋白質和酶都可以鹽析出來;另外硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好,不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的 pH 常在 4.5-5.5 之間,當用其他 pH 值進行鹽析時,需用硫酸或氨水調節。蛋白質在用鹽析沉澱分離後,需要將蛋白質中的鹽除去,常用的辦法是透析,即把蛋白質溶液裝入秀析袋內(常
用的是玻璃紙),用緩沖液進行透析,並不斷的更換緩沖液,因透析所需時間較長,所以最好在低溫中進行。此外也可用葡萄糖凝膠 G-25 或 G-50 過柱的辦法除鹽,所用的時間就比較短。
2、等電點沉澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒之間的靜電斥力最小,因而溶解度也最小,各種蛋白質的等電點有差別,可利用調節溶液的 pH 達到某一蛋白質的等電點使之沉澱,但此法很少單獨使用,可與鹽析法結合用。
3、低溫有機溶劑沉澱法
用與水可混溶的有機溶劑,甲醇,乙醇或丙酮,可使多數蛋白質溶解度降低並析出,此法分辨力比鹽析高,但蛋白質較易變性,應在低溫下進行。
(二)根據蛋白質分子大小的差別的分離方法
1、透析與超濾
透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質分開。超濾法是利用高壓力或離心力,強使水和其他小的溶質分子通過半透膜,而蛋白質留在膜上,可選擇不同孔徑的瀘膜截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾法
也稱分子排阻層析或分子篩層析,這是根據分子大小分離蛋白質混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agarose gel)。
(三)根據蛋白質帶電性質進行分離
蛋白質在不同 pH 環境中帶電性質和電荷數量不同,可將其分開。
1、電泳法
各種蛋白質在同一 pH 條件下,因分子量和電荷數量不同而在電場中的遷移率不同而得以分開。值得重視的是等電聚焦電泳,這是利用一種兩性電解質作為載體,電泳時兩性電解質形成一個由正極到負極逐漸增加的 pH 梯度,當帶一定電荷的蛋白質在其中泳動時,到達各自等電點的 pH 位置就停止,此法可用於分析和制備各種蛋白質。
2、離子交換層析法
離子交換劑有陽離子交換劑(如:羧甲基纖維素;CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙氨基乙基纖維素;DEAE?FONT FACE="宋體" LANG="ZH-CN">纖維素),當被分離的蛋白質溶液流經離子交換層析柱時,帶有與離子交換劑相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上,隨後用改變 pH 或離子強度辦法將吸附的蛋白質洗脫下來。
(四)根據配體特異性的分離方法-親和色譜法
親和層析法(aflinity chromatography)是分離蛋白質的一種極為有效的方法,它經常只需經過一步處理即可使某種待提純的蛋白質從很復雜的蛋白質混合物中分離出來,而且純度很高。這種方法是根據某些蛋白質與另一種稱為配體(Ligand)的分子能特異而非共價地結合。其基本原理:蛋白質在組織或細胞中是以復雜的混合物形式存在,每種類型的細胞都含有上千種不同的蛋白質,因此蛋白質的分離(Separation),提純(Purification)和鑒定(Characterization)是生物化學中的重要的一部分,至今還沒的單獨或一套現成的方法能移把任何一種蛋白質
從復雜的混合蛋白質中提取出來,因此往往採取幾種方法聯合使用。

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5. 蛋白質分離純化的四種方法

1、鹽析法:

鹽析法的根據是蛋白質在稀鹽溶液中,溶解度會隨鹽濃度的增高而上升,但當鹽濃度增高到一定數值時,使水活度降低,進而導致蛋白質分子表面電荷逐漸被中和,水化膜逐漸被破壞,最終引起蛋白質分子間互相凝聚並從溶液中析出。

2、有機溶劑沉澱法:

有機溶劑能降低蛋白質溶解度的原因有二:其一、與鹽溶液一樣具有脫水作用;其二、有機溶劑的介電常數比水小,導致溶劑的極性減小。

3、蛋白質沉澱劑:

蛋白質沉澱劑僅對一類或一種蛋白質沉澱起作用,常見的有鹼性蛋白質、凝集素和重金屬等。

4、聚乙二醇沉澱作用:

聚乙二醇和右旋糖酐硫酸鈉等水溶性非離子型聚合物可使蛋白質發生沉澱作用。

(5)蛋白質的分離純化超濾膜擴展閱讀:

蛋白質是生命的物質基礎,是有機大分子,是構成細胞的基本有機物,是生命活動的主要承擔者。沒有蛋白質就沒有生命。氨基酸是蛋白質的基本組成單位。它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯系在一起的物質。

機體中的每一個細胞和所有重要組成部分都有蛋白質參與。蛋白質占人體重量的16%~20% ,即一個60kg重的成年人其體內約有蛋白質9.6~12kg。

人體內蛋白質的種類很多,性質、功能各異,但都是由20多種氨基酸(Amino acid)按不同比例組合而成的,並在體內不斷進行代謝與更新。

6. 蛋白質葯物的分離純化方法

蛋白質組 蛋白質組(Proteome)的概念最先由Marc Wilkins提出,指由一個基因組(genOME),或一個細胞、組織表達的所有蛋白質(PROTein). 蛋白質組的概念與基因組的概念有許多差別,它隨著組織、甚至環境狀態的不同而改變. 在轉錄時,一個基因可以多種mRNA形式剪接,並且,同一蛋白可能以許多形式進行翻譯後的修飾. 故一個蛋白質組不是一個基因組的直接產物,蛋白質組中蛋白質的數目有時可以超過基因組的數目. 蛋白質組學(Proteomics)處於早期「發育」狀態,這個領域的專家否認它是單純的方法學,就像基因組學一樣,不是一個封閉的、概念化的穩定的知識體系,而是一個領域. 蛋白質組學集中於動態描述基因調節,對基因表達的蛋白質水平進行定量的測定,鑒定疾病、葯物對生命過程的影響,以及解釋基因表達調控的機制. 作為一門科學,蛋白質組研究並非從零開始,它是已有20多年歷史的蛋白質(多肽)譜和基因產物圖譜技術的一種延伸. 多肽圖譜依靠雙向電泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)和進一步的圖象分析;而基因產物圖譜依靠多種分離後的分析,如質譜技術、氨基酸組分分析等.
[編輯本段]蛋白質組學的研究內容
主要有兩方面,一是結構蛋白質組學,二是功能蛋白質組學。其研究前沿大致分為三個方面:
① 針對有關基因組或轉錄組資料庫的生物體或組織細胞,建立其蛋白質組或亞蛋白質組及其蛋白質組連鎖群,即組成性蛋白質組學。
② 以重要生命過程或人類重大疾病為對象,進行重要生理病理體系或過程的局部蛋白質組或比較蛋白質組學。
③ 通過多種先進技術研究蛋白質之間的相互作用,繪制某個體系的蛋白,即相互作用蛋白質組學,又稱為「細胞圖譜」蛋白質組學。
此外,隨著蛋白質組學研究的深入,又出現了一些新的研究方向,如亞細胞蛋白質組學、定量蛋白質組學等。
[編輯本段]蛋白質組學研究中的主要技術
1 雙向凝膠電泳技術(2-DE)
雙向凝膠電泳技術與質譜技術是目前應用最為廣泛的研究蛋白質組學的方法。雙向凝膠電泳技術利用蛋白質的等電點和分子量差別將各種蛋白質區分開來。雖然二維凝膠電泳難以辨別低豐度蛋白,對操作要求也較高,但其通量高、解析度和重復性好以及可與質譜聯用的特點,使其成為目前最流行、可靠的蛋白質組研究手段。雙向凝膠電泳技術及質譜基礎的蛋白質組學研究程序為樣品制備→等電聚焦→聚丙烯醯胺凝膠電泳→凝膠染色→挖取感興趣的蛋白質點→膠內酶切→質譜分析確定肽指紋圖譜或部分氨基酸序列→利用資料庫確定蛋白。蛋白質組研究要求有高解析度的蛋白質分離及准確、靈敏的質譜鑒定技術。凝膠電泳中蛋白質的著色不僅影響蛋白質分離的解析度,同時也影響後續的質譜鑒定。蛋白質的染色可分為有機試劑染色、銀染、熒光染色及同位素顯色四類。
Unlu 等提出了一種熒光差異顯示雙向電泳(F-2D-DIGE)的定量蛋白質組學分析方法。差異凝膠電泳(DIGE)是對2-DE 在技術上的改進,結合了多重熒光分析的方法,在同一塊膠上共同分離多個分別由不同熒游標記的樣品,並第一次引入了內標的概念。兩種樣品中的蛋白質採用不同的熒游標記後混合,進行2-DE,用來檢測蛋白質在兩種樣品中表達情況,極大地提高了結果的准確性、可靠性和可重復性。在DIGE技術中,每個蛋白點都有它自己的內標,並且軟體可全自動根據每個蛋白點的內標對其表達量進行校準,保證所檢測到的蛋白豐度變化是真實的。DIGE 技術已經在各種樣品中得到應用。
2 高效液相色譜技術(HPLC)
盡管二維凝膠電泳(2-DE)是目前常用的對全蛋白組的分析方法,但其存在分離能力有限、存在歧視效應、操作程序復雜等缺陷。對於分析動態范圍大、低豐度以及疏水性蛋白質的研究往往很難得到滿意的結果。Chong 等使用HPLC/ 質譜比較分析惡性腫瘤前和癌症兩種蛋白質差異表達。利用HPLC 分離蛋白質,並用MALDI-TOF-MS 鑒定收集的組分,從而在兩種細胞中的差異表達中對蛋白質進行定量分析。多維液相色譜作為一種新型分離技術,不存在相對分子質量和等電點的限制,通過不同模式的組合,消除了二維凝膠電泳的歧視效應,具有峰容量高、便於自動化等特點。二維離子交換- 反相色譜(2D-IEC-RPLC)是蛋白質組學研究中最常用的多維液相色譜分離系統。

7. 常用的蛋白質分離純化方法有哪幾種

分離蛋白質混合物的各種方法主要是根據蛋白質在溶液中的以下性質:1)分子大小;2)溶解度;3)電荷;4)吸附性質;5)對其它分子的生物學親和力等進行分離.
常見的分離提純蛋白質的方法有:1、鹽析與有機溶劑沉澱:在蛋白質溶液中加入大量中性鹽,以破壞蛋白質的膠體性質,使蛋白質從溶液中沉澱析出,稱為鹽析.常用的中性鹽有:硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等.鹽析時,溶液的pH在蛋白質的等電點處效果最好.凡能與水以任意比例混合的有機溶劑,如乙醇、甲醇、丙酮等,均可引起蛋白質沉澱.2、電泳法:蛋白質分子在高於或低於其pI的溶液中帶凈的負或正電荷,因此在電場中可以移動.電泳遷移率的大小主要取決於蛋白質分子所帶電荷量以及分子大小.3、透析法:利用透析袋膜的超濾性質,可將大分子物質與小分子物質分離開.4、層析法:利用混合物中各組分理化性質的差異,在相互接觸的兩相(固定相與流動相)之間的分布不同而進行分離.主要有離子交換層析,凝膠層析,吸附層析及親和層析等,其中凝膠層析可用於測定蛋白質的分子量.5、分子篩:又稱凝膠過濾法,蛋白質溶液加於柱之頂部,任其往下滲漏,小分子蛋白質進入孔內,因而在柱中滯留時間較長,大分子蛋白質不能進入孔內而徑直流出,因此不同大小的蛋白質得以分離.6、超速離心:利用物質密度的不同,經超速離心後,分布於不同的液層而分離.超速離心也可用來測定蛋白質的分子量,蛋白質的分子量與其沉降系數S成正比.

8. 蛋白質分離提純方法

1、鹽析法:

鹽析法的根據是蛋白質在稀鹽溶液中,溶解度會隨鹽濃度的增高而上升,但當鹽濃度增高到一定數值時,使水活度降低,進而導致蛋白質分子表面電荷逐漸被中和,水化膜逐漸被破壞,最終引起蛋白質分子間互相凝聚並從溶液中析出。

2、有機溶劑沉澱法:

有機溶劑能降低蛋白質溶解度的原因有二:其一、與鹽溶液一樣具有脫水作用;其二、有機溶劑的介電常數比水小,導致溶劑的極性減小。

3、蛋白質沉澱劑:

蛋白質沉澱劑僅對一類或一種蛋白質沉澱起作用,常見的有鹼性蛋白質、凝集素和重金屬等。

4、聚乙二醇沉澱作用:

聚乙二醇和右旋糖酐硫酸鈉等水溶性非離子型聚合物可使蛋白質發生沉澱作用。

(8)蛋白質的分離純化超濾膜擴展閱讀:

吸附層析

1、吸附柱層析

吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。

2、薄層層析

薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,以液體為流動相的一種層析方法。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層,然後按紙層析操作進行展層。

3、聚醯胺薄膜層析

聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。

層析時,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的連續過程,就能導致分離物質達到分離目的。

9. 蛋白質層析、超濾常用技術手段

在分離分析特別是蛋白質分離分析中,層析是相當重要、且相當常見的一種技術,其原理較為復雜,對人員的要求相對較高,這里只能做一個相對簡單的介紹。
一、 吸附層析
1、 吸附柱層析
吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。
2、 薄層層析
薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,以液體為流動相的一種層析方法。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層,然後按紙層析操作進行展層。
3、 聚醯胺薄膜層析
聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。層析時,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的連續過程,就能導致分離物質達到分離目的。
二、 離子交換層析
離子交換層析是在以離子交換劑為固定相,液體為流動相的系統中進行的。離子交換劑是由基質、電荷基團和反離子構成的。離子交換劑與水溶液中離子或離子化合物的反應主要以離子交換方式進行,或藉助離子交換劑上電荷基團對溶液中離子或離子化合物的吸附作用進行。`
三、 凝膠過濾
凝膠過濾又叫分子篩層析,其原因是凝膠具有網狀結構,小分子物質能進入其內部,而大分子物質卻被排除在外部。當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了。
四、 親和層析
親和層析的原理與眾所周知的抗原一抗體、激素一受體和酶一底物等特異性反應的機理相類似,每對反應物之間都有一定的親和力。正如在酶與底物的反應中,特異的廢物(S')才能和一定的酶(E)結合,產生復合物(E-S')一樣。在親和層析中是特異的配體才能和一定的生命大分子之間具有親和力,並產生復合物。而親和層析與酶一底物反應不同的是,前者進行反應時,配體(類似底物)是固相存在;後者進行反應時,底物呈液相存在。實質上親和層析是把具有識別能力的配體L(對酶的配體可以是類似底物、抑制劑或輔基等)以共價鍵的方式固化到含有活化基團的基質M(如活化瓊脂糖等)上,製成親和吸附劑M-L,或者叫做固相載體。而固化後的配體仍保持束縛特異物質的能力。因此,當把圍相載體裝人小層析柱(幾毫升到幾十毫升床體積)後,讓欲分離的樣品液通過該柱。這時樣品中對配體有親和力的物質S就可藉助靜電引力、范德瓦爾力,以及結構互補效應等作用吸附到固相載體上,而無親和力或非特異吸附的物質則被起始緩沖液洗滌出來,並形成了第一個層析峰。然後,恰當地改變起始緩沖 液的PH值、或增加離子強度、或加人抑③劑等因子,即可把物質S從固相載體上解離下來,並形成了第M個層析峰(見圖6-2)。顯然,通過這一操作程序就可把有效成分與雜質滿意地分離開。如果樣品液中存在兩個以上的物質與固相載體具有親和力(其大小有差異)時,採用選擇性緩沖液進行洗脫,也可以將它們分離開。用過的固相載體經再生處理後,可以重復使用。
上面介紹的親和層析法亦稱特異性配體親和層析法。除此之外,還有一種親和層析法叫通用性配體親和層析法。這兩種親和層析法相比,前者的配體一般為復雜的生命大分子物質(如抗體、受體和酶的類似底物等),它具有較強的吸附選擇性和較大的結合力。而後者的配體則一般為簡單的小分子物質(如金屬、染料,以及氨基酸等),它成本低廉、具有較高的吸附容量,通過改善吸附和脫附條件可提高層析的解析度。
五、 聚焦層析
聚焦層析也是一種柱層析。因此,它和另外的層析一樣,照例具有流動相,其流動相為多緩沖劑,固定相為多緩沖交換劑。
聚焦層析原理可以從PH梯度溶液的形成、蛋白質的行為和聚焦效應三方面來闡述。
1、PH梯度溶液的形成
在離子交換層析中,PH梯度溶液的形成是靠梯度混合儀實現的。例如,當使用陰離子 劑進行層析時,制備PH由高到低呈線性變化的梯度溶液的方法是,在梯度儀的混合室(這層析柱者)中裝高PH溶液,而在另一室裝低PH極限溶液,然後打開層析柱的下端出口,讓洗脫液連續不斷地流過柱體。這時從柱的上部到下部溶液的PH值是由高到低變化的。而在聚焦層析中,當洗脫液流進多緩沖交換劑時,由於交換劑帶具有緩沖能力的電荷基團,故PH梯度溶液可以自動形成。例如,當柱中裝陰離子交換劑PBE94(作固定相)時,先用起始緩沖液(配方見表了一2)平衡到PHg,再用含PH6的多緩沖劑物質(作流動相)的淋洗液通過柱體,這時多緩沖劑中酸性最強的組分與鹼性陰離子交換對結合發生中和作用。隨著淋洗液的不斷加人,住內每點的PH值從高到低逐漸下降。照此處理J段時間,從層析柱頂部到底部就形成了PH6~9的梯度。聚焦層析柱中的PH梯度溶液是在淋洗過程中自動形成的,但是隨著淋洗的進行,PH梯度會逐漸向下遷移,從底部流出液的PH卻由9逐漸降至6,並最後恆定於此值,這時層析柱的PH梯度也就消失了。
2.蛋白質的行為
蛋白質所帶電荷取決於它的等電點(PI)和層析柱中的PH值。當柱中的PH低於蛋白質的PI時,蛋白質帶正電荷,且不與陰離於交換劑結合。而隨著洗脫劑向前移動,固定相中的PH值是隨著淋洗時間延長而變化的。當蛋白質移動至環境PH高於其PI時,蛋白質由帶正電行變為帶負電荷,並與陰離子交換劑結合。由於洗脫劑的通過,蛋白質周圍的環境PH 再次低於PI時,它又帶正電荷,並從交換劑解吸下來。隨著洗脫液向柱底的遷移,上述過程將反復進行,於是各種蛋白質就在各自的等電點被洗下來,從而達到了分離的目的。
不同蛋白質具有不同的等電點,它們在被離子交換劑結合以前,移動之距離是不同的,洗脫出來的先後次序是按等電點排列的。

供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。
隨著現代生物技術的發展, 通過基因工程生產蛋白質葯物在治療人類面臨的重大疾病如癌症等方面展示出巨大的潛力. 為滿足生物技術產品工業化生產的需要, 開發高通量、低成本、高效的分離純化方法已引起人們的高度關注. 超濾技術由於具有通量高, 操作條件溫和, 易於放大等特點, 特別適合生物活性大分子的分離. 在生物技術領域, 超濾技術目前已廣泛應用於細胞收集分離、除菌消毒、緩沖液置換、分級( fract ionatio n) 、脫鹽及濃縮[ 1] . 近年來越來越多的研究表明, 通過選擇適當的膜或膜表面改性,以及對分離過程進行優化, 充分利用和調控膜—蛋白質以及蛋白質—蛋白質之間的靜電相互作用, 可以實現分子量相近的兩種蛋白質的高選擇性超濾分離[2- 7] .

為克服常規蛋白質超濾分離過程優化中存在的實驗蛋白質消耗多、工作量大、費時以及費用高等缺點, 我們相繼開發了脈沖進樣技術( Pulsed sampleinject ion technique ) [8]和參數連續變化超濾技術( Parameter scanning ultraf ilt ration) [9]. 並以此為基礎, 結合載體相超濾技術( Carrier phase ult rafil—t rat ion) [10]進一步提出了一種蛋白質超濾分離快速優化新方法[11], 實現了人血漿白蛋白—免疫球蛋白[12]、人源化單克隆抗體( A lemtuzumab) 單體— 二聚體[13]的超濾分離過程快速優化和高選擇性分離,並在膜的篩選及其適用性快速評估方面展現出巨大的潛力. 該方法的主要特徵是與AKTA Prime 系統聯用, 採用脈動進樣技術顯著減少了蛋白質的用量;而利用雙緩沖體系( 類似梯度洗脫) 的參數連續變化超濾技術, 在pH 或離子強度連續變化的情況下考查pH 或離子強度對蛋白質透過率或截留率的影響, 進一步縮短了實驗時間, 降低了蛋白質的用量,極大地減少了實驗量, 加快了過程優化進程; 另外,載體相超濾技術的應用則可保證超濾分離自始至終在設定的條件下進行, 從而最大限度地保證超濾過程的穩定性.

10. 常用的蛋白質分離純化方法有哪幾種各自的作用原理是什麼

常用的蛋白質純化方法有離子交換色譜、親和色譜、電泳、疏水色譜等等

  1. 離子交換色譜:蛋白質和氨基酸一樣會兩性解離,所帶電荷決定於溶液pH。pH小於pI時蛋白質帶正電,pH大於pI時蛋白質帶負電。不同蛋白質等電點的蛋白質在同一個溶液中,表面電荷情況不同。離子交換就是利用不同蛋白質在同一溶液中表面電荷的差異來實現分離的。

  2. 親和色譜:生物大分子有一個特性,某些分子或基因對它們有特異性很強的吸附作用。如鎳柱中Ni可以與His標簽的蛋白結合,這種只針對一種或一類物質的吸附就是親和色譜的原理。

  3. 電泳:SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳,SDS能斷裂分子內和分子間氫鍵,破壞蛋白質的二級和三級結構,強還原劑能使半胱氨酸之間的二硫鍵斷裂,蛋白質在一定濃度的含有強還原劑的SDS溶液中, 與SDS分子按比例結合,形成帶負電荷的SDS-蛋白質復合物,這種復合物由於結合大量的SDS,使蛋白質喪失了原有的電荷狀態形成僅保持原有分子大小為特徵的負離子團塊,從而降低或消除了各種蛋白質分子之間天然的電荷差異,由於SDS與蛋白質的結合是按重量成比例的,因此在進行電泳時,蛋白質分子的遷移速度取決於分子大小。

  4. 疏水色譜:疏水色譜基於蛋白質表面的疏水區與介質疏水配體間的相互作用,在高濃度鹽作用下,蛋白質的疏水區表面上有序排列的水分子通過鹽離子的破壞被釋放,裸露的疏水區與疏水配體相互作用而被吸附。疏水色譜就是利用樣品中各組分在色譜填料上配基相互作用的差異,在洗脫時各組分移動速度不同而達到分離的目的。隨著鹽離子濃度的降低,疏水作用降低,蛋白質的水化層又形成,蛋白質被解吸附。

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