蛋白質超濾濃縮國外研究概況

① 德國賽多利斯的蛋白質DNA濃度超濾裝置是業內知名的嗎

如果再讀愛麗絲蛋白質低濃度過濾是業內知名的。

② 乳清蛋白的技術成果

國外乳品工業中已經研製運用超濾技術來製作「預乾酪」和乳清濃縮物。與傳統的蒸發濃縮相比，膜技術不僅能減少加熱引起的蛋白質變性，而且在產品提純方面具有明顯優勢。在美國大約三分之二的乳清直接噴霧乾燥成粉或製成濃縮物，其餘三分之一乳清做進一步處理，加工成其他乳清產品，如脫鹽乳清粉，低乳糖乳清粉、高乳糖乳清粉、乳糖、乳清濃縮蛋白和乳清分離蛋白等。
美國乳清工業是乳清蛋白技術開發和應用的先驅。先進的技術和巨大的研發投資使美國乳清工業將產品生產線從基本的乳清粉擴展到多種高價值產品，包括乳清濃縮蛋白（蛋白質含量在34%到80%之間），乳清分離蛋白（蛋白質含量超過90%），和脫鹽乳清等。
從乳清中分離、制備乳清分離蛋白技術的研究開始於十多年前，主要採用膜技術。國外早在1990年就採用離子交換法從乳清中分離乳清蛋白。此外，生物選擇吸附、親和色譜提純法及反相膠束萃取法等都是新開發的分離乳清蛋白成分的方法。
膜分離技術。研究者使用層析膜完成了蛋白分離，此過程著重於離子交換和親和膜，採用具有吸收性質的微過濾器(不同於傳統的過濾和過篩)。層析膜一般是聚合物，由醋酸纖維素或二氟聚乙二烯構成。這種多孔的膜材料在內表面有離子交換基，可形成微孔直徑為0.1μm的一個平板或中空纖維，這樣大小的孔可以使雜質分離。離子交換基通過吸附來捕獲目標蛋白質分子，當目標蛋白質分子流過膜壁時，膜內部的離子交換基就會捕獲它。該膜首先要用一種緩沖溶液清洗，然後再用一種可調節pH值的鹽溶液來分離蛋白。已開發了相關工藝設備和產品，並不斷有膜處理改進技術的報道。
吸附分離法。直到現在，分離乳清蛋白最常用的方法是非專一性超濾和離子交換，這種方法可以生產蛋白質混合物，即乳清濃縮蛋白或乳清分離蛋白。但這個過程也有一定的局限性，例如它不能分離出特定的天然乳清蛋白成分，如β-乳球蛋白(β-LG)。因為天然的β-乳球蛋白易與脂溶性營養素如VA、VD、VK結合，所以這種蛋白是在液態奶中強化維生素最理想的物質。研究者們正在開發一種通過生物選擇吸附分離乳清蛋白的技術，這項技術可以成功地分離出天然β-乳球蛋白完成這種特定蛋白分離所使用的關鍵材料是將化合物視黃醛固定在Celite上。β-LG有結合小疏水分子的能力，這樣就使得材料表面有益於β-LG吸附。β-LG的結合也取決於pH值和離子強度，因此，僅僅通過調節pH值就可以完成吸附和解吸過程，但這種方法相對來說成本過高。
親和色譜提純法。牛乳鐵蛋白和牛轉鐵蛋白是在牛乳清中發現的最主要的鐵運送和調節蛋白。為了產生鐵輸送的生物功能以及與炎症和免疫學有關的人類細胞功能，這些蛋白必須與真核細胞表面相作用，真核細胞表面的一種常見組成部分就是神經節苷脂。在分離實驗中，神經節苷脂最初被混合乳清蛋白溶液所載入，用醋酸鈉和磷酸鹽緩沖溶液(在特定pH值條件下)清洗裝置後，完成乳鐵蛋白和轉鐵蛋白的回收。神經節苷脂色譜柱可回收高於74%的轉鐵蛋白，同時可從最初的乳清濃縮蛋白或乳清分離蛋白中提取至少40%的乳鐵蛋白。神經節苷脂親和色譜法與其他類似方法相比有幾個優點：它可以用未處理過的乳清濃縮蛋白或分離蛋白進行分離；固定的神經節苷脂色譜柱可重復使用12個月，不會降低結合乳鐵蛋白的能力；裝置很容易用乙醇、尿素或高濃度鹽緩沖劑清洗。

③ 蛋白質提取分離純化鑒定的實驗方案

一.血清ǐ-球蛋白的初步提取
1. 血細胞與血清分離：
取人血液 1000ml,放置10min, 1000rpm離心20min .棄沉澱,留上清備用(沉澱為血細胞，上部為血清).
2. 乳糜粒分離：4000rpm 10°C離心10分鍾,採用密度梯度離心
梯度液配置：離心管下部3/4容積加血漿，上部1/4容積加0.5MnaCl+0.3MEDTA,PH7.4 乳糜粒上浮，將乳糜粒吸出,留其餘液體備用。
3. 血清蛋白分離：除去球蛋白，白蛋白及其它蛋白質。
5000rpm 10°C離心1h,密度梯度離心
梯度.液配置：管容量1/3為血清，2/3為1。31g/ml,NaCl+NaBr,攪拌後終密度為1。21g/ml .管上部1/6容積為血清脂蛋白，下部5/6為其它蛋白。
4.取2ml下部5/6血清於小試管中,加0.9％氯化鈉溶液2.0ml，邊攪拌混勻邊緩慢滴加飽和硫酸銨溶液乙4.0ml，加入PBS洗脫液2ml,混勻後於室溫中放置10min，此步驟可重復1～2次
3000rpm 離心5min.沉澱物即是ǐ-球蛋白.
二.凝膠層析提純血清ǐ-球蛋白(1)裝柱：海綿墊裝入玻璃柱底端,作為柱底支持物,裝入定量的蒸餾水(約為柱體積的1/5),以避免膠粒直接沖擊柱底支持物;用玻璃棒小心排除柱底支持物.將密實洗凈的層析柱保持垂直位置，關閉出口，柱內留下約2.0ml洗脫液。邊攪拌凝膠,邊向柱內緩慢,連續,均勻地加入凝膠,(打開柱底端的螺旋夾)不要中斷,使膠粒均勻沉降,以免膠面一次性將疑膠從塑料介面加入層析柱內，打開柱底部出口，調節流速0.3ml/min。凝腔隨柱內溶液慢慢流下而均勻沉降到層析柱底部傾斜和發生斷層;檢查裝好的凝膠柱用眼觀察有無凝膠分層.溝流和氣泡現象.最後使凝膠床達20厘米高，床面上保持有洗脫液，操作過程中注意不能讓凝膠床表面露出液面並防止層析床內出現「紋路」。用緩沖液平衡凝膠柱,流速控制在3-5s/滴.(2)上樣與洗脫：小心控制凝膠柱下端活塞，使柱上的緩沖液面剛好下降至凝膠床表面，關緊下端出口，用長滴管吸取鹽析法制備的球蛋白混合樣品，將裝有上樣液的滴管頭插入床面以上1-2cm處,小心緩慢地貼壁加到凝膠床表面。柱上樣量控制在柱體積的2%-5%.打開下端出口，將流速控制在0.25ml/min使樣品進入凝膠床內。關閉出口，小心加入少量0.0175mol/L磷酸鹽緩沖液(pH6.3)洗柱內壁。打開下端出口，待緩沖液進入凝膠床後再加少量緩沖液。如此重復三次，以洗凈內壁上的樣品溶液。然後可加入適量緩沖液開始洗脫。加樣開始應立即收集洗脫液。洗脫時接通蠕動泵，流速為0.5ml/min,用部分收集器收集，每管1ml。(3)洗脫液中NH4+與蛋白質的檢查：取比色板兩個(其中一個為黑色背底)，按洗脫液的順序每管取一滴，分別滴入比色板中，前者加雙縮脲2滴，出現藍色混濁即示有蛋白質析出，由此可估計蛋白質在洗脫各管中的分布及濃度；於另一比色板中，加人奈氏試劑l滴，以觀察NH4+出現的情況。 合並球蛋白含量高的各管，混勻。除留少量作電泳鑒定外，其餘用DEAE纖維素陰離子交換柱進一步純化。三．純化――DEAE纖維素陰離子交換層析用DEAE纖維素裝柱約8-10cm高度，並用0.0175mol／L磷酸鹽緩沖液(pH6.3)平衡，然後將脫鹽後的球蛋白溶液緩慢加於DEAE纖維素陰離子交換柱上，用同一緩沖液洗脫、分管收集。用20％磺基水楊酸溶液檢查蛋白質分布情況。(裝柱、上樣、洗脫，收集及蛋白質檢查等操作步驟同凝膠層析)。四．濃縮經DEAE纖維素陰離於交換柱純化的γ－球蛋白液往往濃度較低。為便於鑒定，常需濃縮。收集較濃的純化的γ－球蛋白溶液2m1，按每ml加0.2～ 0.25gSephadex G一25干膠，搖動2～3min， 3000r／min 離心5min。上清液即為濃縮的γ-球蛋白溶液。五. 乙酸纖維素薄膜電泳鑒定ǐ-球蛋白(一)儀器與薄膜的准備1.醋酸纖維素薄膜的潤洗與選擇用竹夾子取一片薄膜，小心地平放在盛有緩沖液的平皿中，若漂浮於液面的薄膜在15—30s內迅速潤濕，整條薄膜色澤深淺一致，則此膜均勻可用於電泳；若薄膜潤濕緩慢，色澤深淺不一或有條紋及斑點等，則表示薄膜厚薄不均勻應棄去，以免影響電泳結果。將選好的薄膜用竹子輕壓，使其完全浸泡於緩沖液中約30min後，方可用於電泳。
2.電泳槽的准備根據電泳槽膜支架的寬度，剪裁尺寸合適的濾紙條。在兩個電極槽中，各倒入等體積的電極緩沖液，在電泳槽的兩個膜支架上，各放兩層濾紙條，使濾紙一端的長邊與支架前沿對齊，另一端浸入電極緩沖液內。當濾紙條全部潤濕後，用玻璃棒輕輕擠壓在膜支架上的濾紙以驅趕氣泡，使濾紙的一端能緊貼在膜支架上。濾紙條是兩個電極槽聯系醋酸纖維素薄膜的橋梁，因而稱為濾紙橋。
3.電極槽的平衡用平衡裝置(或自製平衡管)連接兩個電泳槽，使兩個電極槽內的緩沖液彼此處於同一水平狀態，一般需平衡15——20min。注意，取出平衡裝置時應將活塞關緊。
(二)點樣
1.制備點樣模板取一張干凈濾紙(10×10cm)，在距紙邊1.5cm處用鉛筆劃一平行線，此線為點樣標志區。
2.點樣用竹夾子取出浸透的薄膜，夾在兩層濾紙間以吸去多餘的緩沖液。無光澤面向上平放在點樣模板上，使其底邊與模板底邊對齊。點樣區距陰極端1.5cm處。點樣時，先用玻璃棒或血色素吸管取2—3�0�8L血清，均勻塗在加樣器上，再將點樣器輕輕印在點樣區內，使血清完全滲透至薄膜內，形成一定寬度、粗細均勻的直線。此步是實驗的關鍵，點樣前應在濾紙上反復練習，掌握點樣技術後再正式點樣。
(三).電泳用竹夾子將點樣端的薄膜平貼在陰極電泳槽支架的濾紙橋上(點樣面朝下)，另一端平貼在陽極端支架上，要求薄膜緊貼濾紙橋並綳直，中間不能下垂。如一電泳槽中同時安放幾張薄膜，則薄膜之間應相隔幾毫米。蓋上電泳槽蓋，使薄膜平衡10min。用導線將電泳槽的正、負極與電泳儀的正、負極分別連接，注意不要接錯。在室溫下電泳，打開電源開關，用電泳儀上細調節旋扭調到每厘米膜寬電流強度為0.3mA(8片薄膜則為4.8mA)。通電10—15min後，將電流調節到每厘米膜寬電流強度為0.5mA(8片共8 mA)，電泳時間約50—80min。電泳後調節旋扭使電流為零，關閉電泳儀切斷電源。
(四).染色與漂洗
1.血清蛋白染色與漂洗脫色用解剖鑷子取出電泳後的薄膜，放在含0.5%氨基黑10B染色液的培養皿中，浸染5min，取出後再用漂洗液浸洗脫色，每隔10min 換漂洗液一次，連續數次，直至背景藍色脫盡。取出薄膜放在濾紙上，用吹風機的冷風將薄膜吹乾。
(五)透明將脫色吹乾後的薄膜浸入透明甲液中2min，立即放入透明乙液中浸泡1min，取出後立即緊貼於干凈玻璃板上，兩者間不能有氣泡，約2—3min薄膜完全透明。若透明太慢可用滴管取透明乙液少許在薄膜表面淋洗一次，垂直放置待其自然乾燥，或用吹風機冷風吹乾且無酸味。再將玻璃板放在流動的自來水下沖洗，當薄膜完全潤濕後用單面刀片撬開薄膜的一角，用手輕輕將透明的薄膜取下，用濾紙吸干所有的水分，最後將薄膜置液體石蠟中浸泡3min，再用濾紙吸干液體石蠟，壓平。此薄膜透明，區帶著色清晰，可用於光吸收計掃描。長期保存不褪色。
(六)結果判斷與定量血清蛋白電泳經蛋白染色後，可顯示出區帶，未經透明處理的電泳圖譜可直接用於定量測定。可採用洗脫法或光吸收掃描法，測定各蛋白組分相對百分含

④ 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.

⑤ 蛋白質組學國家重點實驗室（中國人民解放軍軍事醫學科學院）的簡要概況

蛋白質組學國家重點實驗室依託中國人民解放軍軍事醫學科學院（由軍事醫學科學院放射與輻射醫學研究所主建），實驗室在開展人類重要生理功能與重大疾病蛋白質組學研究的同時，非常重視具有自主知識產權的核心技術的研發，在此方面通過國內外合作，近期取得系列重要進展，4項成果最近相繼發表於國際核心刊物《分子與細胞蛋白質組學》（Molecular & Cellular Proteomics）、《自然－方法》（Nature Methods）和《自然－實驗手冊》（Nature Protocols）。

⑥ 常有的蛋白濃縮方法有哪些

蛋白濃縮方法基本有： 丙酮沉澱法；免疫沉澱法；三氯醋酸沉澱法；硫酸銨沉澱法；（低溫）有機溶劑沉澱法；聚乙二醇沉澱法；超濾法；透析法；離子交換層析和冷凍乾燥法…… 1.丙酮沉澱法；三氯醋酸沉澱法 試驗要求的儀器簡單，但是常常導致蛋白質變性。 2.免疫沉澱法：得有特異性抗體！ 3.硫酸銨沉澱法：利用高濃度鹽將蛋白質析出（鹽析），選擇硫酸按是因為：鹽析有效性，pH范圍廣，溶解度高，溶液散熱少，經濟！ 4.（低溫）有機溶劑沉澱法：強調低溫（0-4度以下）是因為10度時蛋白會在有機溶劑中變性，可用乙醇，丙酮……注意：Mg2+離子，pH值 5.聚乙二醇沉澱法：使用PEG時旨在個別情況下才會是蛋白質稍有變性！他溶解是散熱低，形成沉澱的平衡時間短，通常達到30%時蛋白質就會達到最大量的沉澱！ 6.超濾法：主要針對小體積蛋白質溶液（幾ml）此法更不易引起變性！不過得有濃縮器，不是哪個實驗室都有的！ 7.透析法：主要用於更換蛋白質的緩沖液！的有透析袋！不需要特殊的儀器！ 8.離子交換層析：可用陰離子交換樹脂進行濃縮！ 9.冷凍乾燥法：在冷凍狀態下讓揚品種的液體升華 參考網址on http://www.bio1000.com/experiment/biochemical/351804.html

⑦ 如何進行蛋白超濾設備選型

如何進行蛋白超濾設備選型？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.
2012-02-25
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⑧ 求一篇有關蛋白質功能性質的文獻綜述

果膠酶在果蔬飲料中的應用摘要:果膠酶普遍存在於細菌、真菌和植物中,是分解果膠類物質的多種酶的總稱,在果蔬加工、飼料、紡織和造紙工業中應用非常廣泛。果膠酶在果蔬飲料中的應用非常廣泛,本文介紹了果膠的組成和結構,論述了果膠酶的分類、作用機制及酶活測定方法, 討論了果膠酶在果蔬汁的出汁率、澄清、超濾等方面的應用，並對果膠酶在果蔬飲料加工中的應用等方面進行綜述。

關鍵詞:果膠酶 果蔬汁 出汁率 澄清 超濾 營養成分

隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,果品成了人類健康不可缺少的營養物質。我國有著豐富的果品資源,然而因果品本身營養豐富,含水量高,很容易受微生物侵染和腐蝕,保存期較短。為了充分利用資源優勢,提高我國農產品在國際市場上的競爭能力,必須大力發展果品加工業【1】。但是目前果品加工中存在著不少難題,例如果汁和果酒的澄清,果實的脫皮、加工過程中香氣成分和營養物質的損耗等。解決這些難題僅僅靠改進加工工藝或增加設備投資是很難實現的。而目前有許多難題已經通過酶工程的應用得到了很好的解決。酶工程就是為了使酶催化各種物質轉化的能力實現可控制操作,把游離的酶固定化,或者把經過培養發酵所得到的目的酶活力高峰時的整個微生物細胞進行固定化,再應用於生產實踐中的過程【2】。近年來,酶工程在果品加工中的應用非常廣泛,所用的酶種類越來越多,數量也越來越大,人類已開發出應用於果蔬汁中的多種酶類,如果膠酶、果膠酯酶、纖維素酶、鼠李糖苷酶、中性蛋白酶、半乳甘露聚糖酶、液化葡萄糖苷酶等,其中使用最多的是果膠酶。

1 果膠酶

國外對果膠酶的研究始於20世紀30年代至50年代已工業化生產。而國內的研究則始於1967 年,80年代末才開始工業化生產。隨著我國水果種植和水果加工業的發展,對果膠酶的開發和應用也迅速發展。在果汁生產過程中,果膠酶可以快速徹底地脫除果膠,降低果汁黏度,利於果汁過濾,澄清濾液且澄清度穩定;減少化學澄清劑的用量,改善果汁質量;果膠酶利於壓榨,可以有效地提高水果的出汁率,在沉降、過濾、離心分離過程中,改善果汁的過濾效率,利於沉澱分離,加速和增強果汁的澄清作用。經果膠酶處理的果汁穩定性好,可防止存放過程中產生渾濁。

1.1 果膠酶的定義

果膠酶(pectolytic enzyme or pectinase)是指能夠分解果膠物質的多種酶的總稱【1】。是果汁生產中最重要的酶制劑之一,已被廣泛應用於果汁的提取和澄清、改善果汁的通量以及植物組織的浸漬和提取。

1.2 果膠酶的分類及作用機制

果膠酶可以分為3類:原果膠酶、解聚酶和果膠酯酶(PE)。各種酶作用方式如圖1所示。原果膠酶將不溶性的原果膠水解為水溶性果膠,根據其作用方式不同又可分為外切酶和內切酶。一般用苯酚-硫酸法測定溶液中由原果膠釋放出果膠物質的量來確定原果膠酶的活力。聚半乳糖醛酸酶(PG)分為外切酶和內切酶。PG內切酶廣泛存在於真菌、細菌和很多酵母中,高等植物中也發現有內切酶的存在。內切酶作用於聚半乳糖醛酸時,隨機水解其中的半乳糖醛酸單位,可使其溶液的粘度下降,但還原力增加不大。聚半乳糖醛酸酶的活力可以通過測定反應中還原能力的增加或者底物溶液粘度的降低來確定。聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)和聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(PMGL)分別通過反式消去作用切斷果膠酸分子和果膠分子的α-1,4糖苷鍵,生成β-4,5不飽和半乳糖醛酸。這兩種裂解酶都分為外切酶和內切酶兩種一些植物軟腐病菌、食品腐敗菌以及黴菌均能產生外切聚半乳糖醛酸酶。裂解酶的活力可以通過測定其釋放的不飽和糖醛酸數量來計算。

2 果膠酶在果蔬飲料生產中的應用

果膠酶作為果蔬汁生產中最重要的酶制劑之一,已被廣泛應用於果蔬汁的提取和澄清、改善果蔬汁的可過濾性以及植物組織的浸漬和提取。目前,大部分原果汁、濃縮果汁的生產過程中,都在使用果膠酶,但由於各種水果中果膠含量差別較大, 而且果膠質的成分也有差異,因此,應根據水果的不同品種、不同加工目的來確定合適組成的果膠酶。

2.1 果汁的提取

目前果汁的提取方法主要是加壓榨出和過濾,果汁加工時首先將植物細胞壁破壞。大多數植物細胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠物質等組成,細胞壁的結構較緊密,單純依靠機械或化學方法難以將其充分破碎。另外,果膠隨成熟度的增加,酯化程度較高,也是影響出汁率的主要因素之一。用果膠酶處理可以破壞果實細胞的網狀結構,提高果實的破碎程度,有效降低其黏度,改善壓榨性能,提高出汁率和可溶性固形物含量,從而就能在壓榨時達到提高出汁效率並縮短壓榨時間的目的,同時把大分子的果膠物質降解後,有利於後續的澄清、過濾和濃縮工序[19]。例如在蘋果汁生產中,蘋果要先經機械壓榨,然後離心獲得果汁,但果汁中仍然含有較多的不溶性果膠而呈渾濁狀。直接將果膠酶加到蘋果汁中,處理後經加熱殺菌、滅酶、過濾得到澄清的果汁。

2.2 果膠酶能提高果蔬汁的出汁率

果膠酶是應用於果蔬飲料生產中最主要的酶類,它能較大幅度地提高果蔬飲料的出汁率,改善其過濾速度和保證產品貯存穩定性等。若添加果膠酶制劑,則可降低葡萄汁液的黏稠度,提高出汁率,減輕強度,縮短加工時間,獲得色澤清亮、汁液清澈的葡萄汁[6]。例如,在蘋果濃縮汁生產中,為了避免液化技術的缺點,很多廠商採用兩階段液化技術,或者稱為果渣液化技術:首先在果漿中添加果膠酶,浸漬後壓榨,或者不加果膠酶直接壓榨; 接著將壓榨後的果渣加水,之後加入果膠酶和纖維素酶進行酶解,然後壓榨,從而大大提高蘋果的出汁率。

2.3 果膠酶能使果蔬飲料澄清

果膠酶作用於果蔬汁時,除降低粘度外,還可產生絮凝作用,使果蔬汁澄清。澄清機理的實質包括果膠的酶促水解和非酶的靜電絮凝兩部分。果汁中有很多物質如纖維素、蛋白質、澱粉、果膠物質等影響澄清,且果膠物質是造成果汁混濁的主要因素。在櫻桃汁的加工過程中,添加果膠酶使果膠水解,從而使櫻桃汁黏度降低,過濾阻力減小,過濾速度加快;同時,由於櫻桃汁中的懸浮果粒失去高分子果膠的保護,很容易發生沉降而使上層汁液清亮,在以後的澄清過程中,明膠澄清劑的加入量便可大大減少,甚至免加澄清劑。果膠酶還可以用於蘋果汁、甘蔗汁[5]、蟠桃汁、桃杏李果汁等的澄清。添加果膠酶時,應使酶與果漿混合均勻,根據原料品種控制酶制劑的用量,並控製作用的溫度和時間。若果膠酶與明膠結合使用,效果更佳。有時採用復合酶法澄清,如在澄清棗汁時,使用果膠酶和α-澱粉酶[4]。

2.4 果膠酶能提高超濾時的膜通量

利用超濾技術生產清汁及濃縮清汁在果蔬汁加工業中越來越流行。超濾比傳統的過濾速度快、效果好,但它的主要缺點是由於果蔬汁中大量糖的存在,在超濾過程中會使超濾系統產生次生覆膜,降低了超濾通量。加入分解多糖物質的商品果膠酶,可減少次生覆膜的產生,提高超濾通量,增加了產量。因此,脫膠對於獲得較高的膜通量和濃縮比非常關鍵。除了可以提高膜通量,果膠酶還可用於超濾膜的清洗。與化學方法相比,利用果膠酶清洗超濾膜能100%地進行生物降解,而且可以在最佳pH、溫度下作用,從而可以縮短清洗時間、增加超濾膜的通透量和使用壽命、增加產量、節省能源[12]。因此,將超濾技術與酶技術聯用對發揮超濾作用至關重要。

2.5 果膠酶能改善果蔬飲料的營養成分

利用果膠酶生產果蔬汁不僅提高了出汁率,而且保留了果蔬汁中的營養成分。首先果蔬汁的可溶性固形物含量明顯提高，而這些可溶性固形物由可溶性蛋白質和多糖類物質等營養成分組成,果蔬汁中的胡蘿卜素的保存率也明顯提高。Chang Tungsun 等對果膠酶處理果汁的研究表明,酶處理後的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量顯著提高,蔗糖含量略有下降,總糖含量上升[13,14]。甜玉米、胡蘿卜的試驗有相似的結果[15]。此外,由於果膠的脫酯化和半乳糖醛酸的大量生成, 造成果汁的可滴定酸度上升,pH下降[13,14]。芳香物質含量也有明顯提高,經果膠酶處理後的葡萄汁,各種酯類、萜類、醇類和揮發性酚類含量提高,葡萄汁的風味更佳[16]。由於細胞壁的崩潰,類胡蘿卜素、花色苷等大量色素溶出,大大提高了果蔬汁的外觀品質。K、Na、Ca、Zn 等礦物質元素含量也有較大提高[17]。

2.6 果膠酶能改善濃縮果汁品質

果汁濃縮後,不僅流動性差,而且穩定性也差,因此果汁的濃縮也需先澄清和脫果膠,以避免濃縮時產生膠凝。果汁經酶處理去除果膠後再濃縮,所得濃縮汁有較好的流動性,並且重新稀釋後仍是穩定的。尤其適用於柑橘類濃縮汁的生產。目前,果膠酶在果品加工中的應用還有果品軟化、脫苦和去除異味等,不同活性比例的果膠酶制劑已在許多國家成為標准加工作業。隨著酶技術本身的發展,果膠酶在食品工業尤其在果品加工業中的應用前景會更加廣闊。

2.7 果膠酶還可用於果實脫皮——脫除及凈化果皮

含有纖維素和半纖維素的粗果膠酶制劑能夠作用於果實皮層,使之細胞分離、結構破壞而脫落。如柑桔囊衣、蓮子肉皮和大蒜膜層經粗果膠酶處理後,可以很快地脫落。此外,果膠酶對杏仁也有一定的脫皮作用[18]。目前,不同活性比例的果膠酶制劑已是降解果蔬細胞壁,改善壓榨性能、降低粘度、增加出汁率,和提高營養成分不可省略的部分。在許多國家,添加果膠酶已是製造澄清或者濃縮的草莓汁、葡萄汁、蘋果汁及梨汁的標准加工作業。隨著酶技術本身的發展,果膠酶在果蔬汁中的應用前景會更加光明。

2.8 其他方面的應用

在葡萄酒生產中應用果膠酶,可以提高葡萄汁和葡萄酒的得率,增強葡萄酒的澄清效果,大大提高葡萄酒的過濾速度。果膠酶還可以提高超濾時的膜通量, 還可用於超濾膜的清洗。利用果膠酶清洗超濾膜能100%地進行生物降解,而且可以在最佳pH 值、溫度下作用。縮短清洗時間、增加超濾膜的通透量和使用壽命、增加產量、節省能源。果膠酶是應用於果蔬飲料生產中主要的酶類,它可以較大幅度地提高果蔬品種的出汁率,改善其過濾速度和保證產品貯存穩定性。隨著果汁和果酒行業的快速發展,果膠酶的需求和應用前景將極為廣泛。

3 結論

目前,在果蔬汁加工業中已廣泛採用果膠酶降解果蔬細胞壁以改善壓榨性能、降低粘度、增加出汁率和提高營養成分。在食品加工比,酶的一個重要用途是使原科更易於處理,增加產品的得率,使用果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶可促進細胞分離,細胞壁變軟,這特別適於水果和蔬菜[9]。果膠酶作用於果膠質中D-半乳糖醛酸殘基之間的糖苷鍵,使高分子的聚半乳糖醛酸降為小分子物質。因此,它在食品工業有重要的應用價值。果膠酶是應用於果蔬汁生產中且主要的酶類,它可以較大幅度地提高果蔬品種的出汁率,改善其過濾速度和保證產品貯存穩定性。隨著軟飲料行業的快速發展,果膠酶的需求和應用前景將極為廣泛。目前我國對果膠酶的工業化應用還處於相對滯後的狀態,為提高果膠酶的使用率,簡化產品提純工藝並達到連續化生產的目的,將果膠酶固定於廉價載體上已成為國際上研究的一項重要課題[8]。

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⑨ 蛋白質的分離方法有哪些它們各依據蛋白質的什麼性質或特點

（一）水溶液提取法

稀鹽和緩沖系統的水溶液對蛋白質穩定性好、溶解度大、是提取蛋白質最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1-5倍，提取時需要均勻的攪拌，以利於蛋白質的溶解。提取的溫度要視有效成份性質而定。一方面，多數蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利於溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質變性失活，因此，基於這一點考慮提取蛋白質和酶時一般採用低溫（5度以下）操作。為了避免蛋白質提以過程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸，碘乙酸等）。
下面著重討論提取液的pH值和鹽濃度的選擇。
1、pH值
蛋白質，酶是具有等電點的兩性電解質，提取液的pH值應選擇在偏離等電點兩側的pH
范圍內。用稀酸或稀鹼提取時，應防止過酸或過鹼而引起蛋白質可解離基團發生變化，從而導致蛋白質構象的不可逆變化，一般來說，鹼性蛋白質用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白質用偏鹼性的提取液。
2、鹽濃度
稀濃度可促進蛋白質的溶，稱為鹽溶作用。同時稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質部分結合，具有保護蛋白質不易變性的優點，因此在提取液中加入少量NaCl等中性鹽，一般以0.15摩爾。升濃度為宜。緩沖液常採用0.02-0.05M磷酸鹽和碳酸鹽等滲鹽溶液。
（二）有機溶劑提取法
一些和脂質結合比較牢固或分子中非極性側鏈較多的蛋白質和酶，不溶於水、稀鹽溶液、稀酸或稀鹼中，可用乙醇、丙酮和丁醇等有機溶劑，它們具的一定的親水性，還有較強的親脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必須在低溫下操作。丁醇提取法對提取一些與脂質結合緊密的蛋白質和酶特別優越，一是因為丁醇親脂性強，特別是溶解磷脂的能力強；二是丁醇兼具親水性，在溶解度范圍內（度為10%，40度為6.6%）不會引起酶的變性失活。另外，丁醇提取法的pH及溫度選擇范圍較廣，也適用於動植物及微生物材料。
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。
二、乾燥
生物大分子制備得到產品，為防止變質，易於保存，常需要乾燥處理，最常用的方法是冷凍乾燥和真空乾燥。真空乾燥適用於不耐高溫，易於氧化物質的乾燥和保存，整個裝置包括乾燥器、冷凝器及真空乾燥原理外，同時增加了溫度因素。在相同壓力下，水蒸汽壓隨溫度下降而下降，故在低溫低壓下，冰很易升華為氣體。操作時一般先將待乾燥的液體冷凍到冰點以下使之變成固體，然後在低溫低壓下將溶劑變成氣體而除去。此法干後的產品具有疏鬆、溶解度好、保持天然結構等優點，適用於各類生物大分子的乾燥保存。
三、貯存
生物大分子的穩定性與保存方法的很大關系。乾燥的製品一般比較穩定，在低溫情況下其活性可在數日甚至數年無明顯變化，貯藏要求簡單，只要將乾燥的樣品置於乾燥器內（內裝有乾燥劑）密封，保持0－4度冰箱即可，液態貯藏時應注意以下幾點。
1、樣品不能太稀，必須濃縮到一定濃度才能封裝貯藏，樣品太稀易使生物大分子變性。
2、一般需加入防腐劑和穩定劑，常用的防腐劑有甲苯、苯甲酸、氯仿、百里酚等。蛋白質和酶常用的穩定劑有硫酸銨糊、蔗糖、甘油等，如酶也可加入底物和輔酶以提高其穩定性。此外，鈣、鋅、硼酸等溶液對某些酶也有一定保護作用。核酸大分子一般保存在氯化鈉或檸檬酸鈉的標准緩沖液中。
3、貯藏溫度要求低，大多數在0度左右冰箱保存，有的則要求更低，應視不同物質而定。

⑩ 超濾離心管濃縮蛋白會損失嗎

會有少量損失。取決於緩沖液，濾網的網眼大小和蛋白質的分子量