Ⅰ 鹽酸鹽與鈉鹽進行離子交換反應,最後形成什麼化學鍵
這需要看情況回答。
離子交換反應原則上是在(水)溶液中進行的。那麼鹽酸鹽與專鈉鹽反應,需要屬生成難溶物質或弱電解質(氣體在這里的可能性不是很大)。最後形成的NaCl和另一種新鹽,由於在水溶液中,實際上的狀態是溶液中的陰陽離子均被水分子包裹,因此不能說有離子鍵。只有沉澱,以及將溶液蒸發後形成的晶體內,是(新的)離子鍵。
Ⅱ 請問聚六亞甲基胍鹽酸鹽和單胍、雙胍有什麼區別
主要區別是分子結構不同
Ⅲ 易解石、黑稀金礦物和褐釔鈮礦分析
易解石(Ce、Ca、Th、Fe、…)(Ti、Nb)2O6、黑稀金礦(La、U、Y、…)(Ti、Ta、Nb)2O6、褐釔鈮礦(RE、U、Th)(Nb、Ta)O4均是稀土元素與鈾、釷的鈮鉭鈦酸鹽礦物,成分和含量復雜多變,主要的伴生元素有W、Pb、Fe、Ca、Mg和F等。
稀土元素、鈾和釷,以及鈮和鉭等分析難度很大的元素均共生於這類礦物中。試樣用氫氟酸-硫酸或氟化氫鉀分解,然後用萃取或離子交換分離方法進行多次分離,最後進行各個組分的測定。
70.4.5.1 萃取分離-微量分析法
5mg試樣用氫氟酸-硫酸分解,製成鹽酸-草酸溶液,移取部分溶液測定Fe、Ti和W,另取部分溶液通過萃取-反萃取,測定Nb、Ta、Th、U、REEs、Al、Ca、Mg、Mn和Pb等,其分析流程見圖70.18。
圖70.18 黑稀金礦、易解石和褐釔鈮礦單礦物萃取分離-微量分析法分析流程
試劑
苯甲醯苯胲溶液1g苯甲醯苯胲溶於100mL丁醇,加200mL三氯甲烷,混合後使用,如渾濁可過濾。
分析步驟
(1)試樣溶液的制備
稱取5mg(精確至0.001mg)試樣,置於10mL鉑坩堝中,以少許水潤濕,加入5~6滴(1+1)H2SO4和5~6滴HF,在控溫電爐上分解試樣。溫度由低升高,蒸發冒硫酸煙,中間再加少許(1+1)H2SO4,最後保留少許H2SO4,使呈濕鹽狀。取下坩堝放入100mL燒杯中,加入10mL8mol/LHCl-20g/L草酸溶液,溫熱浸取(如遇有不純雜質可加少許焦硫酸鉀,濃硫酸1~2滴,在噴燈上熔融後再浸取。含銻、錫試樣,可先經碘化銨處理後,酸溶)。用同樣溶液洗凈坩堝,轉移溶液至50mL容量瓶中並稀釋到刻度,為溶液(A)。
移取20.0mL溶液(A),放入50mL分液漏斗中,加入10mL苯甲醯苯胲溶液,在震盪機上萃取10min,放置分層後,有機相轉入50mL容量瓶中。水相再加入5mL苯甲醯苯胲溶液萃取一次,分層後與有機相合並,用三氯甲烷稀釋至刻度(稱有機相),水相放入50mL鉑皿中(稱水相)。
分取有機相20.0mL放入50mL分液漏斗中,加入15mL3mol/LH2SO4,在震盪機上反萃取10min,分層後有機相進入鉑坩堝中。水相用5mL苯甲醯苯胲溶液萃洗3min,放置分層後,有機相合並於鉑坩堝中。用紅外燈蒸發除去有機溶劑後,放入低溫灰化爐中由低溫升至600℃,灼燒5min,取出,放冷。以少許水洗堝壁,加1mLHF、0.5mL(1+1)HClO4蒸發冒煙至剩下約0.1mL溶液,取下坩堝再加入10滴(1+1)H2SO4,繼續蒸發至剩下約0.1mL溶液。加入10mL100g/L酒石酸溶液,加蓋加熱溶解。冷卻後轉入25mL容量瓶中,用9mL60g/L酒石酸溶液洗坩堝數次,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液為60g/L酒石酸溶液(B)。
(2)鈮的測定
移取部分溶液(B),使五氧化二鈮量不大於70μg,放於50mL容量瓶中,不足5mL時,用60g/L酒石酸溶液補足。加入1滴對硝基酚,用50g/LNaOH溶液滴至黃色,再用(1+2)HCl調至黃色褪去,加入0.5mL0.025mol/LEDTA、12.5mL4mol/LHCl、2mL1g/LPAR溶液,用水稀釋至刻度,搖勻。1h後,用1cm比色皿,於波長540nm處測量吸光度。
校準曲線0~70μgNb2O5。
(3)鉭的測定
移取部分溶液(B)使五氧化二鉭量在20μg以下,放於25mL無硼比色管中,不足5mL時,用60g/L酒石酸溶液補足,加入9mL含25g/L草酸銨的(1+1)H2SO4溶液,冷卻後加入2mL1g/L丁基羅丹明B溶液,搖勻。加5mL苯,用塑料吸管加入2mL60g/LKF溶液,在震盪機上搖動30s,放置5min後,立即吸取苯層,放入預先准確加入1mL乙醇的乾燥的10mL比色管中,控制體積在5mL。混勻後,用0.5cm比色皿,於波長570nm處測量吸光度。
校準曲線0~20μgTa2O5。
將BPHA的三氯甲烷溶液萃取鈮、鉭、鋯、鈦、鐵、鎢之後的水相,置於50mL鉑皿中,在紅外燈下蒸發至干。再放入高溫爐中由低溫逐漸升至550℃灼燒10min。殘渣用5mL(1+1)HCl溫熱溶解(必要時可加入1~2滴過氧化氫)。溶液轉入50mL容量瓶中,以水稀釋至刻度,搖勻。此溶液為(5+95)HCl溶液(C)。
(4)釷的測定
分取5.0mL溶液(C),置於50mL分液漏斗中,放入1滴1g/L2,4-間硝基苯酚指示劑,用(1+1)氨水調至黃色。加入2.8mL(1+1)HCl,用水稀釋至10mL,加入10mL0.1mol/LPMBP-苯,在震盪機上萃取5min,放置分層後,水相放入另一分液漏斗,再用5mL0.1mol/LPMBP-苯萃取一次。水相保留,有機相合並。有機相中加入2mL1mol/LHCl萃洗一次,萃洗液與水相合並。
含有釷的有機相加入10mL6mol/LHCl,在震盪機上反萃取5min,放置分層後,水相放入50mL燒杯中。有機相再用5mL6mol/LHCl反萃取一次,水相合並後,在電熱板上蒸發至近干,加入2mLHNO3、1mLHClO4,破壞有機物。殘渣溶於水中,用(1+1)氨水中和到對硝基酚指示劑變色後,加入10mL(1+1)HCl,轉入25mL比色管中。加入1mL1g/L偶氮胂Ⅲ溶液,用水稀釋至刻度,搖勻。用1cm比色皿,於波長665nm處測量吸光度。
校準曲線0~30μgThO2。
(5)稀土元素總量的測定
在萃取釷以後的水相中,加入2mL200g/L磺基水楊酸溶液、2mL20g/L抗壞血酸溶液,用(1+1)氨水調節到溴甲酚綠指示劑變為藍綠色,加入3mL緩沖溶液(pH5.5),用15mL0.01mol/LPMBP-苯在震盪機上萃取3min。放置分層後,水相放入另一分液漏斗中,用5mL0.01mol/LPMBP-苯再萃取一次。有機相合並,加入2mL緩沖溶液(pH5.5)萃洗1min,棄去水相。
含有稀土元素和鈾的有機相,加入0.3mL乙醯丙酮溶液(穩定鈾),搖勻。用15mL!(CHOOH)=0.4%(pH2.6)在振盪機上反萃取2min。放置分層後,水相放入50mL容量瓶中(低量稀土元素可直接放入比色管)。有機相再加入0.2mL乙醯丙酮溶液,再用5mL!(CHOOH)=0.4%反萃取一次。水相合並,用!(CHOOH)=0.4%稀釋至刻度。分取部分溶液(含稀土元素氧化物不超過30μg),置於25mL比色管中,加入1mL1g/L偶氮胂Ⅲ溶液,用!(CHOOH)=0.4%稀釋到刻度,搖勻。用1cm比色皿,於波長650nm處測量吸光度。
校準曲線0~30μgRE2O3(根據單礦物中稀土元素類似組成比例配製)。
(6)鈾的測定
甲酸(pH2.6)反萃取稀土元素以後的有機相加入10mL1mol/LHCl溶液。在震盪機上反萃取2min。放置分層後,水相放入25mL容量瓶(低量鈾可直接放入25mL比色管)中。有機相用5mL1mol/LHCl再反萃取一次。水相合並,並以1mol/LHCl稀釋至刻度,搖勻。分取部分溶液,含鈾量不超過30μg,放入25mL比色管中,用1mol/LHCl補足15mL,加入0.5mL1g/L偶氮氯膦Ⅲ溶液,用水稀釋至刻度,搖勻。用1cm比色皿,於波長655nm處測量吸光度。
校準曲線0~30μgU。
(7)鈣、鎂、錳的測定
移取10.0mL溶液(C)置於10mL乾燥比色管中,准確加入2mL氯化鍶溶液,搖勻,此溶液酸度約為!(HCl)=4%,分別在波長422.7nm、285.2nm、279.5nm處,用空氣-乙炔火焰原子吸收光譜法測定鈣、鎂、錳。
(8)鋁的測定
移取5.0mL溶液(C)置於25mL比色管中,加1滴1g/L對硝基酚,用80g/LNaOH溶液調至黃色,立即用(1+9)HCl調至無色,加2mL3mol/L乙酸(掩蔽釷、稀土元素和鈾的影響),用水稀釋到10mL,搖勻。加1mL10g/L抗壞血酸溶液,搖勻。沿比色管壁准確加入0.5mL1g/L鉻天青S溶液,小心搖勻。加入5mL0.5mol/L六次甲基四胺,用水稀釋至刻度,搖勻。放置10min,用1cm比色皿,於波長568nm處測量吸光度。
校準曲線0~12μgAl2O3。
(9)鉛的測定
在溶液(C)中,直接用原子吸收光譜法在波長283.3nm處,空氣-乙炔火焰測定。
校準曲線0~6μgPb。
(10)鈦的測定
移取2.0mL溶液(A)(含二氧化鈦不大於50μg,含有草酸可掩蔽鈮、鉭、鎢)置於50mL容量瓶中,加5mL50g/L抗壞血酸、2滴80g/LCuCl2、5mL(1+1)HCl,加水至約35mL。加10mL25g/L二安替比林甲烷溶液,水稀釋至刻度,搖勻。放置40min後,用2cm比色皿,於波長420nm處測量吸光度。
校準曲線0~50μgTiO2。
(11)全鐵的測定
移取5.0mL溶液(A)置於50mL容量瓶中,水稀釋至20mL左右。加4mL8mol/LNaOH溶液、3mL100g/L檸檬酸銨、1滴對硝基酚指示劑,用(1+1)HCl調至無色,加2mL100g/L鹽酸羥銨,2mL2g/L1,10-鄰二氮菲溶液,5mL3mol/L六次甲基四胺溶液,水稀釋至刻度,搖勻。1h後,用3cm比色皿,於波長510nm處測量吸光度。
校準曲線0~35μgFe2O3。
(12)鎢的測定
移取5.0mL溶液(A)於25mL比色管中,加入5mL混合液、1.5mL硫氰酸鉀溶液,用20g/LSnCl2-(1+3)HCl溶液稀釋至刻度,搖勻。待硫氰酸鐵的顏色消失,加1滴三氯化鈦溶液,15min後,用3cm比色皿,在波長405nm處測量吸光度。
校準曲線0~20μgWO3。
(13)亞鐵的測定
稱取1~5mg(精確至0.01mg)試樣,放入50mL聚乙烯瓶中,加1~2滴水潤濕,蓋好內層蓋,卡緊外層帽,使內外層蓋的小孔重合。將接氮氣管的塑料尖嘴插入小孔中,送氣2~3min,排盡瓶內空氣。從另一小孔中加入1mLH2SO4,1mLHF。當見到酸蒸汽外溢時,拉開塑料尖嘴。迅速旋轉外層帽,錯開內外層蓋的小孔,使成封閉狀態。將瓶傾斜放入沸水中,不時加以搖動。經25~30min後取出,在冷水中強冷0.5min,旋轉外層帽使內外層蓋小孔重合,迅即加入10mL混合溶液(50mL50g/L硼酸溶液、30mL100g/L檸檬酸銨溶液、20mL2g/L1,10-鄰二氮菲溶液,混合均勻),搖勻,加入20mL3mol/L六次甲基四胺溶液。轉移溶液到50mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。用1cm比色皿,以水為參比,於波長510nm處測量吸光度。
校準曲線0~300μgFeO。
(14)氟的測定
稱取2mg(精確至0.01mg)試樣於銀坩堝中,Na2O2熔融。於pH8~9與氫氧化物分離後在二苯胍存在下萃取氟-鑭-茜素配位劑三元配合物後用光度法測定。
校準曲線0.1~4μgF。
(15)硅、鋇的測定
稱取5mg(精確至0.01mg)試樣,在石墨坩堝中,用Na2O2-NaOH熔融。硅鉬藍光度法測定硅、無火焰原子吸收光譜法測定鋇。
校準曲線5~60μgSiO2;0.05~0.4μgBa。
(16)二氧化碳、結晶水
稱取2mg(精確至0.01mg)試樣,氣相色譜法或電量法測定。
70.4.5.2 離子交換分離-微量分析法
2~3mg試樣用氟化氫鉀熔融,然後分別用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂進行分離富集後測定鈮、鉭等9個組分。其分析流程見圖70.19。
圖70.19 黑稀金礦、易解石和褐釔鈮礦單礦物離子交換分離-微量分析法分析流程圖
試劑
陽離子交換樹脂柱強酸1×18,H+型,100~200目,0.8cm×10cm,流速4~5滴/min。每次使用前,均用25mL40g/L草酸銨溶液及20mL3.0mol/LHCl再生,最後用10mL1.0mol/LHCl平衡。
陰離子交換樹脂柱強鹼201×8,F-型,100~200目,0.8cm×10cm,流速4~5滴/min。每次使用前,均用25mL2.0mol/LNH4Cl-1.0mol/LNH4F溶液及20mL1.0mol/LHF再生。交換柱用有機玻棒加工製成,上端裝塑料漏斗。
分析步驟
稱取2~3mg(精確至0.001mg)試樣放入小的鉑坩堝中,加入0.1gKHF2,於750~850℃熔5~10min,取出,冷卻。加入3mLHF,低溫加熱蒸至近干。加入1mLHF,低溫加熱片刻,加入3mL水,保溫30min,放置1h以上,用預先以(1+2)HCl和!(HF)=15%溶液洗滌過的緻密定量濾紙過濾。用!(HF)=15%洗滌鉑坩堝及沉澱,總體積約40mL。濾液及洗液用塑料杯承接;沉澱連同濾紙移入原鉑坩堝中,置於高溫爐中,慢慢升溫至550℃並保持30min,使濾紙灰化完全,取出,冷卻。沿壁滴加1mLHClO4,加熱至冒白煙。用水沖洗內壁,繼續加熱至冒白煙,取下,加入2mL1.25mol/LHCl、1滴H2O2,溫熱片刻,取下冷卻。傾入陽離子樹脂交換柱中,水洗鉑坩堝壁。然後依次用120mL1.25mol/LHCl淋洗鈣;30mL3.0mol/LHCl淋洗稀土;45mL40g/L草酸銨溶液淋洗釷。
氟化物沉澱過濾後所得溶液,移入鉑皿中,低溫加熱蒸發至近干,取下,沿壁加入0.5mLHF、10mL水,溫熱片刻,取下,冷卻。溶液傾入陰離子樹脂交換柱,用少量1.0mol/LHF洗鉑皿。然後用45mL1.0mol/LHF淋洗鐵和錳;50mL8.0mol/LHCl-0.002mol/LHF淋洗鈦;45mL6.0mol/LHCl-0.06mol/LHF淋洗鈮;30mL0.1mol/LHCl-0.06mol/LHF淋洗鈾。最後用5mL2.0mol/LNH4Cl-1.0mol/LNH4F溶液淋洗鉭。
(1)鈣的測定
將1.25mol/LHCl流出液置於電熱板上,低溫加熱蒸發至小體積,用原子吸收光譜法測定。
(2)稀土總量的測定
將3.0mol/LHCl流出液置於電熱板上,低溫加熱蒸發至小體積,移入25mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,分取部分溶液,用偶氮胂Ⅲ光度法測定。
(3)釷的測定
將40g/L草酸銨流出液移入50mL容量瓶中,用水稀釋至刻度。分取部分溶液,用偶氮胂Ⅲ光度法測定。
(4)鐵和錳的測定
將1.0mol/LHF流出液移入鉑皿中,加入1mL(1+1)H2SO4,加熱至冒白煙,冷卻,用水洗皿壁,再加熱至白煙冒完,轉換成!(HCl)=2%的介質,用原子吸收光譜法測定。
(5)鈦的測定
將8.0mol/LHCl-0.002mol/LHF流出液移入鉑皿中,加1mL(1+1)H2SO4,加熱至冒白煙,取下,冷卻,用水洗皿壁,再加熱至冒白煙,用二安替比林甲烷或過氧化氫光度法測定。
(6)鈮的測定
將6.0mol/LHCl-0.06mol/LHF流出液移入50mL容量瓶中並以該溶液稀釋至刻度。分取部分溶液用PAR或硫氰酸鹽萃取光度法測定。
(7)鈾的測定
將1.0mol/LHCl-0.06mol/LHF流出液移入50mL容量瓶中,用水稀釋至刻度。分取部分溶液用偶氮胂Ⅲ-二苯胍萃取光度法測定。
(8)鉭的測定
將2.0mol/LNH4Cl-1.0mol/LNH4F流出液移入50mL容量瓶中,用上述溶液稀釋至刻度。分取部分溶液,用蘇木色精-溴化十六烷基吡啶光度法測定。
注意事項
1.25mol/LHCl和3.0mol/LHCl均應標定。
Ⅳ 磺酸基陽離子交換柱的磺酸基陽離子交換柱產品
Venusil SCX HPLC Columns強陽離子交換柱
粒徑5um 孔徑300A 比表面積50m2/g
強陽離子交換柱:以超純硅膠為基質,表面鍵合有芳內香族磺酸基團。容300A,5um;比表面積50m2/g。可用於分離鹼性、水溶性化合物和生物分子。中國葯典2005版中,鹽酸二甲雙胍的有關物質測定方法即使用磺酸基陽離子交換(SCX)色譜柱。
Venusil SCX HPLC Columns 4.6*100mm/5um
Venusil SCX HPLC Columns 4.6*150mm/5um
Venusil SCX HPLC Columns 4.6*250mm/5um
三聚氰胺VSc 958505-m Venusil scx4.6*250mm/5um
(建議配保護柱卡套使用壽命更長)
Ⅳ 二甲雙胍的葯典介紹
【鑒別】(1)取本品約10mg,加水10ml溶解後,加10%亞硝基鐵氰化鈉溶液-鐵氰化鉀試液-10%氫氧化鈉溶液(等體積混合,放置20分鍾使用)10ml,3分鍾內溶液呈紅色。(2)本品的紅外光吸收圖譜應與對照的圖譜(光譜集631圖)一致。(3)本品顯氯化物的鑒別反應(附錄Ⅲ)。【檢查】有關物質 取本品,精密稱定,加流動相溶解並定量稀釋製成每lml中約含5mg的溶液,作為供試品溶液;精密量取lml,置200ml量瓶中,用流動相稀釋至刻度,搖勻,作為對照溶液;另取雙氰胺對照品,精密稱定,加水溶解並定量稀釋製成每lml中約含0.lmg的溶液,精密量取適量,用流動相定量稀釋製成每lml中約含lμg的溶液,作為對照品溶液。照高效液相色譜法(附錄Ⅴ D)試驗,用磺酸基陽離子交換鍵合硅膠為填充劑,以1.7%磷酸二氫銨溶液(用磷酸調節pH值至3.0)為流動相,檢測波長為218nm。取鹽酸二甲雙胍與三聚氰胺,加水溶解並稀釋製成每lml中含鹽酸二甲雙胍0. 25mg與三聚氰胺0.lmg的溶液,取lml,用流動相稀釋至50ml ,搖勻,取lOμl注入液相色譜儀,記錄色譜圖,鹽酸二甲雙胍峰與三聚氡胺峰的分離度應大於10.0。取對照品溶液10μl注入液相色譜儀,調節檢測靈敏度,使雙氰胺色譜峰的峰高約為滿量程的25%。再精密量取供試品溶液、對照溶液與對照品溶液各lOμl,分別注入液相色譜儀,記錄色譜圖至鹽酸二甲雙胍峰保留時間的2倍。供試品溶液的色譜圖中如有與對照品溶液色譜圖中雙氡胺峰保留時間一致的峰,按外標法以峰面積計算,不得過0.02%,其他單個雜質峰面積不得大於對照溶液主峰面積的0.2倍(0.1%),其他雜質峰面積的和不得大於對照溶液主峰面積(0.5%)。乾燥失重 取本品,在105℃乾燥至恆重,減失重量不得過0.5%(附錄Ⅷ L)。熾灼殘渣 不得過0.1%(附錄Ⅷ N )。重金屬 取本品l.Og,依法檢査(附錄Ⅷ H第一法,含重金屬不得過百萬分之二十。【含量測定】取本品約60mg,精密稱定,加無水甲酸4ml使溶解,加醋酐50ml,充分混勻,照電位滴定法(附錄Ⅶ A),用高氯酸滴定液(0.lmol/L)滴定,並將滴定的結果用空白試驗校正。每lml高氯酸滴定液(0.lmol/L) 相當於8.282mg的C4H11N5·HC1。【類別】降血糖葯。【貯藏】密封保存。
Ⅵ 陰離子交換樹脂價格
隨著科技的進步,一種新型的用於提取的材料出現。現今,工業上利用陰離子交換樹脂進行水的凈化處理以及純水的製作,甚至污水的處理過程都開始運用陰離子交換樹脂。這不可謂是一種新材料的應用進步,新式的材料正逐漸走進我們的生活,從工業領域慢慢過渡到我們日常生活的方方面面。下面小編就來帶大家了解一下陰離子交換樹脂的具體內容。
陰離子交換樹脂價格
含有氫氧根離子的樹脂,根據電離常數的大小,可分為強鹼性、中等鹼性和弱鹼性三類。強鹼性陰離子交換樹脂,主要是分子中含有季銨基-N(CH₃)3OH的樹脂。弱鹼性陰離子交換樹脂,有間苯二胺-甲醛樹脂、三聚氰胺-胍·甲醛樹脂等。
聖泉酸性離子交換樹脂001×7、201×7混床專用陰陽離子交換樹脂¥2.5
疁星201x7(717)強鹼性陰離子交換樹脂¥1
恆泰專業生產201X7強鹼性陰離子交換樹脂¥9
陰離子交換樹脂分類介紹
離子交換樹脂交換能力依其交換能力特徵可分:
1.強鹼型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,一般上使用鹽酸以1:10的比例稀釋後清洗,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
2.弱鹼型陰離子交換樹脂:這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl-或NO3-,對於HCO3-,CO32-或SiO42-則無法去除。
陰離子交換樹脂用途
陰離子交換樹脂主要用於純水、高純水的制備,廢水處理,生化製品的提取,放射性元素提煉,抗菌素分離等及濕法冶金中鎢、鉬的提取。例如:工業水處理,熱電廠硬水軟化,高純水制備,脫鹽脫鹼水制備,凝結水處理,工業廢水處理等領域。
以上就是小編分享的關於陰離子交換樹脂的相關內容,在進行使用時,我們也要注意,保持一定水分並且保持一個適合溫度,在正常使用時保持雜質去除。而且不能忘記定期活化處理以及對新樹脂預處理,這些工序都是要進行細致的操作的,細微的錯誤都可能導致最後的失敗,希望大家慎重的來挑選材料。以上就是我們的分享,希望對大家有所幫助。
Ⅶ 氨基胍與氨基胍鹽酸鹽有什麼區別
基本信息:中文名稱 氨基胍半硫酸鹽中文別名 氨基胍硫酸鹽;硫酸氨基胍;英文名稱 Aminoguanidine Hemisulfate英文別名 AMINOGUANIDINE HEMISULFATE;CAS號 996-19-0分子式 C2H14N8O4S分子量 246.24900物化性質:外觀性狀 白色或無色晶體閃點 111.9oC熔點 200 °C沸點 261.4oC at 760mmHg氨基胍半硫酸鹽的用途:有機合成,醫葯中間體。
Ⅷ 如何利用透析法進行脫鹽濃縮蛋白
二、蛋白質的分離純化
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。(詳見層析技術章)
(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。
細胞的破碎
1、高速組織搗碎:將材料配成稀糊狀液,放置於筒內約1/3體積,蓋緊筒蓋,將調速器先撥至最慢處,開動開關後,逐步加速至所需速度。此法適用於動物內臟組織、植物肉質種子等。
2、玻璃勻漿器勻漿:先將剪碎的組織置於管中,再套入研桿來回研磨,上下移動,即可將細胞研碎,此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高,適用於量少和動物臟器組織。
3、超聲波處理法:用一定功率的超聲波處理細胞懸液,使細胞急劇震盪破裂,此法多適用於微生物材料,用大腸桿菌制備各種酶,常選用50-100毫克菌體/毫升濃度,在1KG至10KG頻率下處理10-15分鍾,此法的缺點是在處理過程會產生大量的熱,應採取相應降溫措施。對超聲波敏感和核酸應慎用。
4、反復凍融法:將細胞在-20度以下冰凍,室溫融解,反復幾次,由於細胞內冰粒形成和剩餘細胞液的鹽濃度增高引起溶脹,使細胞結構破碎。
5、化學處理法:有些動物細胞,例如腫瘤細胞可採用十二烷基磺酸鈉(SDS)、去氧膽酸鈉等細胞膜破壞,細菌細胞壁較厚,可採用溶菌酶處理效果更好。
無論用哪一種方法破碎組織細胞,都會使細胞內蛋白質或核酸水解酶釋放到溶液中,使大分子生物降解,導致天然物質量的減少,加入二異丙基氟磷酸(DFP)可以抑制或減慢自溶作用;加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性,加入苯甲磺醯氟化物(PMSF)也能清除蛋白水解酥活力,但不是全部,還可通過選擇pH、溫度或離子強度等,使這些條件都要適合於目的物質的提取。
濃縮、乾燥及保存
一、樣品的濃縮
生物大分子在制備過程中由於過柱純化而樣品變得很稀,為了保存和鑒定的目的,往往需要進行濃縮。常用的濃縮方法的:
1、減壓加溫蒸發濃縮
通過降低液面壓力使液體沸點降低,減壓的真空度愈高,液體沸點降得愈低,蒸發愈快,此法適用於一些不耐熱的生物大分子的濃縮。
2、空氣流動蒸發濃縮
空氣的流動可使液體加速蒸發,鋪成薄層的溶液,表面不斷通過空氣流;或將生物大分子溶液裝入透析袋內置於冷室,用電扇對准吹風,使透過膜外的溶劑不沁蒸發,而達到濃縮目的,此法濃縮速度慢,不適於大量溶液的濃縮。
3、冰凍法
生物大分子在低溫結成冰,鹽類及生物大分子不進入冰內而留在液相中,操作時先將待濃縮的溶液冷卻使之變成固體,然後緩慢地融解,利用溶劑與溶質融點介點的差別而達到除去大部分溶劑的目的。如蛋白質和酶的鹽溶液用此法濃縮時,不含蛋白質和酶的純冰結晶浮於液面,蛋白質和酶則集中於下層溶液中,移去上層冰塊,可得蛋白質和酶的濃縮液。
4、吸收法
通過吸收劑直接收除去溶液中溶液分子使之濃縮。所用的吸收劑必需與溶液不起化學反應,對生物大分子不吸附,易與溶液分開。常用的吸收劑有聚乙二醇,聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝膠等,使用聚乙二醇吸收劑時,先將生物大分子溶液裝入半透膜的袋裡,外加聚乙二醇復蓋置於4度下,袋內溶劑滲出即被聚乙二醇迅速吸去,聚乙二醇被水飽和後要更換新的直至達到所需要的體積。
5、超濾法
超濾法是使用一種特別的薄膜對溶液中各種溶質分子進行選擇性過濾的方法,不液體在一定壓力下(氮氣壓或真空泵壓)通過膜時,溶劑和小分子透過,大分子受阻保留,這是近年來發展起來的新方法,最適於生物大分子尤其是蛋白質和酶的濃縮或脫鹽,並具有成本低,操作方便,條件溫和,能較好地保持生物大分子的活性,回收率高等優點。應用超濾法關鍵在於膜的選擇,不同類型和規格的膜,水的流速,分子量截止值(即大體上能被膜保留分子最小分子量值)等參數均不同,必須根據工作需要來選用。另外,超濾裝置形式,溶質成份及性質、溶液濃度等都對超濾效果的一定影響。Diaflo
超濾膜的分子量截留值:
膜名稱分子量截留值孔的大的平均直徑
XM-300300,000140
XM-200100,00055
XM-5050,00030
PM-30 30,00022
UM-2020,00018
PM-1010,00015
UM-21,00012
UM05500 10
用上面的超濾膜製成空心的纖維管,將很多根這樣的管攏成一束,管的兩端與低離子強度的緩沖液相連,使緩沖液不斷地在管中流動。然後將纖維管浸入待透析的蛋白質溶液中。當緩沖液流過纖維管時,則小分子很易透過膜而擴散,大分子則不能。這就是纖維過濾秀析法,由於透析面積增大,因而使透析時間縮短10倍。
Ⅸ 蛋白質純化技術的方法有哪幾種
電泳是蛋白純化過程中一種檢測方式。
主要步驟:
第一步富集:如果是有標簽的蛋白,一般用親和色譜(affinity chromatography)是利用生物大分子間所具有的特異性親和能力進行富集,然後用咪唑洗脫。要是沒有標簽的,基本是先超濾濃縮,然後再通過鹽析的方式去富集。
第二步初級分離:主要是利用離子交換色譜法,是通過蛋白表面電荷來分離。樓上的說的很清楚。
第三步精細純化:主要通過分子篩,通過蛋白空間結構和分子量不同來達到分離效果。
Ⅹ 包涵體染色的方法有哪些原理是什麼
包涵體染色的方法有哪些?原理是什麼
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蛋白包涵體-溶解原理及方法2009年03月15日;維持包涵體內蛋白質結構的作用力是分子內的作用力,;1.遵循標准;包涵體蛋白質的溶解同樣是一個工藝的關鍵的步驟;(1)快速溶解的動力學;;(2)與蛋白質的結合是可逆的;;(3)對細胞碎片的分離方法沒有干擾作用;;(4)對溫度沒有依賴作用;;(5)抑制蛋白質酶的降解作用;;(6)與蛋白質的氨基沒有化學修飾作用;;
維持包涵體內蛋白質結構的作用力是分子內的作用力,這種作用力也維持天然蛋白質的穩定性的結構。先前有報道這種作用力是共價鍵結合的,但是,現在趨向於一致,就是維持包涵體內部的蛋白質的緊密的結構的是非共價鍵的作用力。二硫鍵,無論是正確的還是錯誤的二硫鍵,在維持內部蛋白質的緊密的結構中都沒有發揮直接的作用。最經常的獲得活性蛋白質的第一步是溶解這些包涵體蛋白質,溶解液是使這些包涵體蛋白質完全變性的成分,當蛋白質被溶解以後,則進入到蛋白質的體外折疊的過程。
1. 遵循標准
包涵體蛋白質的溶解同樣是一個工藝的關鍵的步驟。溶劑的選擇會影響後續的操作、最終的各種蛋白質的收率以及最終的成本,必須遵循以下的標准:
(1) 快速溶解的動力學;
(2) 與蛋白質的結合是可逆的;
(3) 對細胞碎片的分離方法沒有干擾作用;
(4) 對溫度沒有依賴作用;
(5) 抑制蛋白質酶的降解作用;
(6) 與蛋白質的氨基沒有化學修飾作用;
(7) 在可能的情況下,選擇最低的溶解濃度和廉價的溶劑,並適於以後的復性方法。
2. 溶解包涵體的試劑
最經常使用溶解包涵體的試劑包括離液劑或者去垢劑。
最經常使用的溶解和制備蛋白質的離子型的離液劑最早於1969年Hatefi等人發展的離子型的去垢劑如SDS是另外一種溶解包涵體蛋白質和膜蛋白質的試劑,但是一般不用來大規模的生產,而是用來定性。除了強酸、強鹼和利用有機溶劑來提取疏水性很強的蛋白質以外,其他的變性方法如非可逆的共價修飾在工業的大規模生產中很少用到。一旦蛋白質被溶解,蛋白質中的巰基很容易快速地氧化並形成共價的聚集體或者分子內錯配的二硫鍵,然後這些蛋白質就不能再進行折疊。為了防止氧化,可以使這些基團或者利用緩沖液中含有低分子量的疏基試劑保持在還原的狀態或形成磺酸鹽或者形成混合的二硫鍵。
(1)去垢劑
去垢劑是一種最經濟的溶解包涵體蛋白質的方法,一個最大的優點是溶解的蛋白質有可能保持全部的生物活性,說明在此條件下保持了蛋白質的四級結構。最重要的是稀釋以後蛋白質的聚集比其它溶劑生成的很
少。陽離子型、陰離子型的和非離子型的去垢劑都可以使用,使用時的濃度一般高於去垢劑的臨界膠束濃度(CMC ),通常是0.5-5%。
SDS僅僅在大量生產牛生長激素、干擾素和白介素-2中用到。SDS由於具有較低的臨界膠束濃度(CMC)而使得結合到蛋白質分子上的SDS比較難於除去。由於N-十二烷肌氨酸它的CMC比SDS高0.4%,也被用來溶解包涵體蛋白質並可用稀釋的方法使蛋白質復性,殘余的去垢劑可以使用陰離子交換色譜或者超濾的方法除去。這種去垢劑是一種比較溫和的去垢劑,可以選擇性地溶解一些包涵體,但是不能溶解完全的變性的蛋白質的聚集體和大腸桿菌的內膜的蛋白質分子。使用去垢劑一個主要的缺點是對以後的純化和復性的步驟的干擾,去垢劑結合到蛋白質上的強度大離子交換色譜復性蛋白質小不同,比較難於除去,並干擾離子交換和疏水相互作用色譜的過程,在變性的濃度時超濾膜會吸附這些變性劑。所以復性後需要盡量洗滌這些去垢劑,也可以使用環狀糊精鏈狀糊精或者環狀澱粉從復性緩沖液中提取去垢劑。
一個不容忽視的問題是去垢劑可以溶解全部的膜蛋白質中的蛋白質酶,這些蛋白質酶的活性在去垢劑的存在的情況下被活化,可能造成溶解和復性過程的收率的降低。蛋白質復性的收率可以通過以下的方法來提高: a) 先期使用可以溶解膜蛋白質但是不溶解包涵體蛋白質的溶劑盡量洗滌包涵體蛋白質;
b) 包涵體的含有的菌體碎片被完全除去;
c) 溶解包涵體的液體中含有蛋白質酶的抑制劑,如EDTA,苯甲基磺醯氟(PMSF )等 。
(2)離液劑
其它的離液劑也被用來溶解包涵體蛋白質,最主要的溶解包涵體蛋白質的離液劑是鹽酸胍和尿素,這是最經常使用的溶解試劑,一般情況下選擇6-8mo1/L的濃度,蛋白質濃度在1-10mg/mL。
在溶解色氨酸合成酶A的過程,發現陽離子的溶解能力順序是Gdm+ > Li+ > K+ > Na+,陰離子的順序是SCN- > I- > Br- >Cr-。一些離液劑由於它們的溶液比鹽酸胍和尿素有更高的密度和黏度而不適合用於溶解包涵體,因為利用離心和色譜分離起來比較困難。
為了溶解包涵體蛋白質需要的尿素或者鹽酸胍的濃度根據蛋白質的不同而不同。如果蛋白質天然形態需要溶解的變性劑的濃度不能獲得,則在溶解包涵體時需要首先確定離液劑的濃度。
鹽酸胍由於比較貴,所以一般用來溶解一些附加值比較高的葯物蛋白質分子,選擇鹽酸胍作為溶解試劑,是因為鹽酸胍是一種比脲更為強烈的變性劑,甚至可以溶解脲所不能溶解的包涵體;尿素,由於可能被自發的形成的氰酸鹽或者已有的氰酸鹽的污染,特別是在鹼性環境中,從而造成蛋白質的自由的氨基被不可逆的修飾。消除此種影響的方法是用陰離子的緩沖系統如Tris-HCl溶解脲或者脲在使用之前利用陰離子交換色譜純化,並且配製的溶解和復性的緩沖液在當天使用。脲溶液中影響蛋白質變性的因素與鹽酸胍的不同。溶在脲中的蛋白質受到pH和離子強度的影響,從而影響電荷的蛋白質殘基之間的電荷作用,但是由於鹽酸胍含有高濃度的離子強度,所以這兩個因素的影響很少。
(3)混合溶劑
一般情況下去垢劑並不聯合使用,Lilly等人發現去垢劑和尿素的混合液有效的摩爾濃度較低。尿素和去垢
劑型的鹽混合可以使蛋白質變性,但是尿素和非去垢劑的鹽如氯化鈉反而降低包涵體蛋白質的溶解性,所以要避免使用。
去垢劑結合其他的試劑或者溶解增強劑也被使用,發現尿素和乙酸,尿素和二甲亞楓,尿素和高pH等是比較有效的溶解包涵體蛋白質的方法。
高壓(1-2kbar)、超聲也可以溶解包涵體蛋白質,此時使用的溶解試劑濃度可以比較低,便於後續的復性步驟。
3. 極端pH
酸鹼度也是比較廉價的有效的溶解包涵體的方法。最經常使用酸的是有機酸,濃度在5-80%之間。Gavif和Better使用低的(pH≤2.6)和高溫(85℃ )溶解抗真菌的重組蛋白質的膚段,低溫和高PH需要溶解時間要長。Reddy和合作者也使用20%乙酸溶解一種麥芽糖結合的蛋白質。但是,同樣的一些不可逆的修飾作用或者酸降解會在極端pH下發生,所以此種方法並不是經常使用的溶解包涵體的方法。
高pH(≥12)也被用來溶解生長激素和原胰島素。在高pH下一些蛋白質同樣可能發生非可逆的變性,原因在於半胱氨酸在鹼性條件下的脫硫過程。所以這種方法盡管比較簡單、廉價,同樣僅僅用於一些特定的蛋白質,特別對於葯用蛋白質一般不採用這種方法。
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摘要 基因重組蛋白在大腸桿菌中表達時,由於表達量高,往往形成無生物活性的包涵體。包涵體必須經過變性和復性的過程才能獲得有活性的重組蛋白。如何提高基因重組蛋白質的復性率,是生物工程技術的一個研究熱點。對近年來的重組蛋白質的復性方法做一評述,為研究蛋白質折疊以及復性技術的進一步應用提供依據。
關鍵詞 重組蛋白 包涵體 復性 二硫鍵
到目前為止,人們表達的重組蛋白質已有4000多種,其中用E.coli表達的蛋白質要佔90%以上,盡管基因重組技術為大規模生產目標蛋白質提供了嶄新的途徑,然而人們在分離純化時卻遇到了意想不到的困難,即這些蛋白質在E.coli中絕大多數是以包涵體形式存在,重組蛋白不僅不能分泌到細胞外,反而在細胞內聚集成沒有生物活性的直徑約0.1~3.0μm的固體顆粒[1]。自從應用大腸桿菌體系表達基因工程產品以來,人們就一直期望得到高活性、高產量的重組蛋白。不可溶、無生物活性的包涵體必須經過變性、復性才能獲得天然結構以及生物活性,因此應該選擇一個合適的復性過程來實現蛋白質的正確折疊,獲得生物活性,近年來的研究可以使復雜的疏水蛋白、多結構域蛋白、寡聚蛋白、含二硫鍵蛋白在體外成功復性。
包涵體形成的原因
重組蛋白在宿主系統中高水平表達時,無論是原核表達體系或真核表達體系甚至高等真核表達體系,都會形成包涵體[2]。主要因為在重組蛋白的表達過程中,缺乏某些蛋白質折疊過程中需要的酶和輔助因子,或環境不適,無法形成正確的次級鍵等原因形成的[3]。
1、 表達量過高,研究發現在低表達時很少形成包涵體,表達量越高越容易形成包涵體。原因可能是合成速度太快,以至於沒有足夠的時間進行折疊,二硫鍵不能正確配對,過多的蛋白間的非特異性結合,蛋白質無法達到足夠的溶解度等。
2、 重組蛋白的氨基酸組成,一般說來含硫氨基酸越多越容易形成包涵體。
3、 重組蛋白所處的環境:發酵溫度高或胞內pH接近蛋白的等電點時容易形成包涵體。
4、 重組蛋白是大腸桿菌的異源蛋白,由於缺少真核生物中翻譯後修飾所需酶類,致使中間體大量積累,容易形成包涵體沉澱。
5、 有報道認為,豐富的培養基有利於活性蛋白質的表達,當培養條件不佳時,容易形成包涵體。
減少包涵體形成的策略
1、 降低重組菌的生長溫度,降低培養溫度是減少包涵體形成的最常用的方法,較低的生長溫度降低了無活性聚集體形成的速率和疏水相互作用,從而可減少包涵體的形成[4]。
2、 添加可促進重組蛋白質可溶性表達的生長添加劑,培養E.coli時添加高濃度的多醇類、蔗糖或非代謝糖可以阻止分泌到周質的蛋白質聚集反應,在最適濃度范圍內添加這些添加劑不會影響細胞的生長、蛋白質的合成或運輸,其它促重組蛋白質可溶性表達的生長添加劑還有乙醇(誘導熱休克蛋白的表達)、低分子量的巰基或二硫化合物(影響細胞周質的還原態,從而影響二硫鍵的形成)和NaCl[5]。
3、 供給豐富的培養基,創造最佳培養條件,如供氧、pH等。
包涵體的分離及溶解
對於生物制葯工業來說,包涵體的形成也是有利的,不僅可獲得高表達、高純度的重組蛋白質,還可避免細胞水解酶對重組蛋白質的破壞。由於包涵體是蛋白質聚集而成的緻密顆粒,分離的第一步是對培養收集的細胞進行破碎,比較有效的方法是高壓勻漿結合溶菌酶處理,然後5000~20000g離心,可使大部分包涵體沉澱,與可溶性蛋白分離,接著,包涵體沉澱需用去污劑(Triton X-100或脫氧膽酸鈉)和低濃度變性劑(2mol/L尿素或鹽酸胍等)洗滌除去脂類和膜蛋白,這一步很重要,否則會導致包涵體溶解和復性的過程中重組蛋白質的降解[6、7、8]。
包涵體的溶解必須用很強的變性劑,如8mol/L尿素、6~8mol/L鹽酸胍,通過離子間的相互作用破壞包涵體蛋白間的氫鍵而增溶蛋白。其中尿素的增溶效果稍差,異氰鹽酸胍最強;去污劑,如SDS[7],可以破壞蛋白內的疏水鍵,可以增溶幾乎所有的蛋白,但由於無法徹底去除而不允許用在制葯行業中;酸,如70%甲酸[9],可以破壞蛋白的次級鍵從而增溶蛋白,這種方法只適合少數蛋白質。對於含有半胱氨酸的蛋白,在增溶時應加入還原劑(如DTT、GSH、β-ME)打開蛋白質中所有二硫鍵,對於目標蛋白沒有二硫鍵的有時也應使用還原劑,為含二硫鍵的雜蛋白會影響包涵體的溶解,同時還應加入金屬螯合劑,如EDTA或EGTA,用來螯合Cu2+、Fe3+等金屬離子與還原狀態的巰基發生氧化反應[10]。
蛋白質的折疊機理
包涵體蛋白在變性劑作用下,為可溶性伸展態,在變性劑去除或濃度降低時,就會自發的從變性的熱不穩
狀態向熱力學穩定狀態轉變,形成具有生物活性的天然結構[11]。然而在去除變性劑的同時,重組蛋白質在體外折疊,分子間存在大量錯誤折疊和聚合,復性效率往往很低,包涵體蛋白折疊復性的效率實際上取決於正確折疊過程與聚集過程之間的競爭[1]。對於蛋白質的折疊機制,目前有多種不同的假設,但很多學者認為有一個「熔球態」的中間狀態,在「熔球態」中,蛋白質的二級結構已經基本形成,其空間結構也初具規模,再做一些局部調整就可形成正確的立體結構,總之,蛋白質的具體步驟可用下式描述[12、13、14]:
伸展態→中間體→後期中間體→天然態體→聚集體
在折疊反應中,從伸展態到中間體的速度是非常快的,只需要幾毫秒,但從中間體轉變為天然態的過程比較緩慢,是一個限速過程。聚集過程與復性過程相互競爭,故而應盡量避免聚集體的產生。一般認為,蛋白質在復性過程中涉及兩種疏水作用,一是分子內的疏水相互作用,可促進蛋白質正確折疊;一是部分折疊的肽鏈分子間的疏水相互作用,在復性過程中,部分折疊的中間體的疏水簇外露,分子間的疏水相互作用會導致蛋白質聚集。蛋白質的立體結構雖然由其氨基酸的順序決定,然而伸展肽鏈折疊為天然活性結構的過程還受到周圍環境的影響,如溫度、pH值、離子強度、復性時間等因素的影響。
提高重組蛋白質折疊復性的方法
一個有效的、理想的折疊復性方法應具備以下幾個特點:活性蛋白質的回收率高;正確復性的產物易於與錯誤折疊蛋白質分離;折疊復性後應得到濃度較高的蛋白質產品;折疊復性方法易於放大;復性過程耗時較少[15]。
1、 透析、稀釋和超濾復性法:這三種方法是最傳統也是應用最普遍的蛋白質折疊復性方法,復性活性回收率低,而且難於與雜蛋白分離。透析法耗時長,易形成無活性蛋白質聚集體;超濾法在膜上聚集變性,易造成膜污染;稀釋法處理量太大,不利於工業放大[16]。
2、 高蛋白濃度下的復性方法:一個成功的復性過程在於能夠在高蛋白濃度下仍能得到較高的復性率。一個方法是把變性蛋白緩慢連續或不連續地加入到復性液中[17]。在兩次蛋白加入之間,應有足夠的時間間隔使蛋白質折疊通過了易聚集的中間體階段。這是由於完全折疊的蛋白通常不會與正在折疊的蛋白一起聚集。第二種方法是用溫度跳躍策略[4]。變性蛋白在低溫下復性折疊以減少聚集,直到易聚集的中間體大都轉化為不易聚集的後期中間體後,溫度快速升高來促進後期中間體快速折疊為蛋白的天然構象。第三種方法是復性在中等的變性劑濃度下進行[18],變性劑濃度應高到足以有效防止聚集,同時又必須低到能夠引發正確復性。
3、 添加促進劑的復性方法:包涵體蛋白質折疊復性促進劑的促進作用可以分為:穩定正確折疊蛋白質的天然結構、改變錯誤折疊蛋白質的穩定性、增加折疊復性中間體的溶解性、增加非折疊蛋白質的溶解性。通常使用的添加劑有:a、共溶劑:如PEG6000~20000,通過與中間體特異的形成非聚集的復合物,可以阻止蛋白質分子間的相互碰撞機會,減少蛋白質的聚集;b、去污劑及表面活性劑:如Trition X-100、CHAPs、磷脂、磺基甜菜鹼等對蛋白質復性有促進作用,但它們能與蛋白質結合,很難去除;c、氧化-還原劑:對於含有二硫鍵的蛋白,復性過程中應加入氧化還原體系,如GSH/GSSG、DTT/GSSG、DTE/GSSG等,氧化還原系統通過促進不正確形成的二硫鍵快速交換反應,提高了正確配對的二硫鍵的產率[19];d、小分子的添加劑:如鹽酸胍或尿素、烷基脲、碳酸醯胺類等,都可阻止蛋白聚集,它們的作用可能為:穩定蛋白的活性狀態、降低非正確折疊的穩定性、增加折疊中間體的穩定性、增加解折疊狀態的穩定性。e、0.4~0.6M L-Arg:L-Arg能使得不正確折疊的蛋白質結構以及不正確連接的二硫鍵變得不穩定,使折疊向正確方向進行,可大幅度地提高包涵體蛋白質的折疊效率。f、添加分子伴侶和折疊酶:分子伴侶是指能夠結合和穩定