⑴ 設計一個ph穩定范圍已知的蛋白分離純化實驗,利用那個類型的離子交換柱
如果不限定純化方法,可以考慮親和層析或離子交換,但根據你問題的意思,是選定內離子交換。容
此時就要考慮你蛋白的等電點了,如果等電點在你穩定pH之上,就用陽離子交換柱:
設計陽離子交換層析:將你的樣品置換到你所指的穩定pH的running buffer。同時裝柱,平衡,然後上樣,平衡,洗脫(因為你的pH不穩定,建議鹽洗脫),收峰。得你的蛋白;
如果你的等電點在穩定pH之下,就用陰離子交換柱,其步驟如上,只是改變柱子類型。
⑵ 離子交換柱的工作原理是什麼
離子復交換柱的原理制
採用離子交換方法,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達:
1、陽離子交換樹脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、陰離子交換樹脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
3、混合離子交換柱(混床):混床是裝陽、陰樹脂按一定比例(一般為1:2,以便陽、陰樹脂同時達到交換終點而同時再生)裝入混合柱而成,實際上它組合成了水中的H+和OH-立即生成電離度很小的水分子(H2O),幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象,故可以使交換反應進行得十分徹底,因而混合床的出水水質優於陽、陰床串聯組成的復床所能達到的水質,能製取純度相當高的成品水。
⑶ 蛋白純化離子交換柱一般多大體積
如果蛋白來質等電點是6.2,用DEAE柱子,應自選用8.0左右的pH值上柱子DEAE是陰離子交換柱,當環境pH高於蛋白質等電點的時候,蛋白質可以結合上陰離子柱。考慮到要穩定的結合一般選擇的環境pH要高於等電點值1.5左右。同時考慮維持蛋白質的穩定,環境pH一般選擇偏中性的值。
⑷ 離子交換層析可用於哪些種類蛋白質的分離
離子交換層析是利用蛋白質在不同PH帶不同種電荷的方法,利用離子交換的方法分離專蛋白的。
離子交換屬內的介質一般是樹脂,陽離子交換型的,使用前樹脂先用鹼處理成鈉型,將氨基酸混合液(pH=2-3)上柱,pH=2-3時,氨基酸主要以陽離子形式存在,與樹脂上的鈉離子發生交換而被「掛」在樹脂上,再用洗脫劑洗脫。不同的氨基酸(帶的電荷不同)與樹脂的親和力不同,要將其分離洗脫下來,需要降低它們之間的親和力,方法是逐步提高洗脫劑的pH和鹽濃度,這樣各種氨基酸將以不同的速度被洗脫下來,反之亦然。
不同反荷離子與樹脂親和力是不同的,其強弱關系為陽性競爭離子:Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 陰性競爭離子:I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某種離子溶液洗脫效果不好,可用另一種親和力強的離子代替之,等電點>7選擇陽離子交換樹脂,等電點<7選擇陰離子交換樹脂。
⑸ 蛋白質純化所用的柱子有幾種,分別有什麼作用
一、沉澱法
1、 鹽析
實驗原理:中和蛋白質表面電荷並破壞水化膜。
蛋白質易溶於水,因為其分子的-COOH -NH2和-OH都是親水基團,這些基團與極性水分子相互作用形成水化層,包圍於蛋白質分子周圍形成1~100 nm大小的親水膠體,從而削弱了蛋白質分子之間的作用力。當大量鹽加到蛋白質溶液中,高濃度的鹽離子(如硫酸銨的 SO42- 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。
2、等電點沉澱法:
實驗原理:利用蛋白質在等電點時溶解度最低而各種蛋白質又具有不同等電點的特點進行分離的方法。
在等電點時,蛋白質分子以兩性離子形式存在,其分子凈電荷為零(即正負電荷相等),此時蛋白質分子顆粒在溶液中因沒有相同電荷的相互排斥,分子相互之間的作用力減弱,其顆粒極易碰撞、凝聚而產生沉澱,所以蛋白質在等電點時,其溶解度最小,最易形成沉澱物。
注意點:不同的蛋白質,具有不同的等電點。同一種蛋白質在不同條件下,等電點不同。
3、有機溶劑沉澱法
實驗原理:加入有機溶劑使水溶液的介電常數降低,因而增加了兩個相反電荷基團之間的吸引力,促進了蛋白質分子的聚集和沉澱。
有機溶劑引起蛋白質沉澱的另一種解釋認為與鹽析相似,有機溶劑與蛋白質爭奪水化水,致使蛋白質脫除水化膜,而易於聚集形成沉澱。
影響因素:(一)有機溶劑的選擇 (二)溫度的控制 (三)pH值 (四)離子強度
用此法析出的沉澱一般比鹽析法易過濾或離心沉降,分離後的蛋白質沉澱應立即用水或者緩沖液溶解,以達到降低有機溶劑的濃度的目的。此法在血液製品的制備過程中較多使用。
二、層析
1、離子交換柱層析
實驗原理:以離子交換劑為固定相,依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時的結合力大小的差別而進行分離的一種層析方法。是發展最早的層析技術之一,目前已成為蛋白質分離純化最常用的手段,是基於蛋白質電荷不同的分離技術。
離子交換層析中,基質是由帶有電荷的樹脂或纖維素組成。帶有正電荷的稱之陰離子交換樹脂;而帶有負電荷的稱之陽離子樹脂。陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質,所以這類蛋白質被留在柱子上,然後通過提高洗脫液中的鹽濃度等措施,將吸附在柱子上的蛋白質洗脫下來。結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來。反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質,結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來。
2、疏水相互作用層析
實驗原理:根據分子表面疏水性差別來分離蛋白質和多肽等生物大分子的一種較為常用的方法。
蛋白質和多肽等生物大分子的表面常常暴露著一些疏水性基團,我們把這些疏水性基團稱為疏水補丁,疏水補丁可以與疏水性層析介質發生疏水性相互作用而結合。不同的分子由於疏水性不同,它們與疏水性層析介質之間的疏水性作用力強弱不同,疏水作用層析就是依據這一原理分離純化蛋白質和多肽等生物大分子的。
3、親和層析
實驗原理:利用蛋白質能和某些專一分子可逆結合的特性,
當蛋白質溶液通過層析柱時,其中可與親和載體配基相互作用的受體被吸附劑結合,不被吸附的無關成分則可隨流出液通過柱體,從而將吸附蛋白與其他蛋白質分開。此法特異性強,收率高。
4、凝膠層析
實驗原理:根據分子大小分離蛋白混合物的最有效的方法之一。混合物隨流動相流經裝有凝膠固定相的層析柱時,其中各物質因分子大小的的不同而被分離的技術。
三、離心
1、速率區帶離心法
實驗原理根據分離的粒子在離心力作用下,因其在梯度液中沉降速度的不同,離心後具有不同沉降速度的粒子處於不同的密度梯度層內,形成幾條分開的樣品區帶,達到彼此分離的目的。
由於此法是一種不完全的沉降,沉降受物質本身大小的影響較大,一般是應用在物質大小相異而密度相同的情況。容量小,只能用於少量的制備。
2、差速離心法
實驗原理:利用樣品中各組分沉降系數的差異,對不同的微粒施以不同的離心力,經過多次離心,離心速度逐步加大,將不同的微粒依次沉降,從而實現離心分離。
四、膜分離
1、超濾法
是利用加壓膜分離技術,在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製薄膜,大分子溶質滯留,從而使大分子物質得到部分的純化。常和離子交換,凝膠過濾聯合使用。
2、透析
是利用小分子經過半透膜擴散到水( 或緩沖液) 的原理,將無機鹽等小分子與生物大分子分開的一種分離純化技術,常和鹽析,鹽溶等方法聯合使用。
⑹ 離子交換提取蛋白質為什麼用多糖基離子交換劑
離子交換柱中以多糖抄鏈(如葡聚糖)作為載體連接臂,在多糖分子末端通過化學反應連接具有交換作用的離子交換劑。這樣的做法旨在增大離子交換的柔性以及減小離子交換過程中目的吸附物質相互間的空間位阻;另外多糖的帶電性以及解離性比較穩定,產生的非特異吸附較少。
⑺ 設計一個利用陰離子交換柱純化一個等電點為7.5的蛋白質的實驗
既然是抄陰離子交換,就要讓目標蛋白帶負電,那麼緩沖液PH就要大於等電點。緩沖體系的選擇也很重要,一般用TRIS-HCl,特別是弱陰離子柱不可選用帶負電強的磷酸鹽緩沖液,否則上樣液中被交換的將是磷酸根而不是目標蛋白。一般用NaCl平衡後上樣進行離子交換,然後再用較強的陰離子洗脫。
⑻ 怎樣利用離子交換柱層析法分離不同的蛋白質
離子交換內的介質一般是樹脂,陽離子交換型的,使用前樹脂先用鹼處理成鈉型,將氨基酸混合液(pH=2-3)上柱,pH=2-3時,氨基酸主要以陽離子形式存在,與樹脂上的鈉離子發生交換而被「掛」在樹脂上,再用洗脫劑洗脫。不同的氨基酸(帶的電荷不同)與樹脂的親和力不同,要將其分離洗脫下來,需要降低它們之間的親和力,方法是逐步提高洗脫劑的pH和鹽濃度,這樣各種氨基酸將以不同的速度被洗脫下來。