A. 离子交换时常用的洗脱方式有哪些
再生剂方面:
软化钠床:浓度为5-8%的NaCl溶液,再生剂用量为树脂床层体积的3倍,再生液接触内时间大于30分钟;容
阳床(即氢床):浓度为4%的HCl溶液,再生剂用量为树脂床层体积的3倍,再生液接触时间大于30分钟;
阴床:浓度为4%的NaOH溶液,再生剂用量为树脂床层体积的3倍,再生液接触时间大于30分钟;
再生方式方面:
1)顺流再生
2)逆流再生
3)混床设备分同步再生(即上面进碱,下面进酸,计算准确流量,从中排口排出),两步再生(即先从上部进碱,从下部排除,然后从下部进酸,上部进水顶压,从中排口排出)。
B. 离子交换层析可以用于哪些蛋白质的分离
可以分为阳离子交换层析和阴离子交换层析。
阳离子交换层析,使用含回有酸性基团的阳离子答交换树脂等,可以结合待层析液中的阳离子,因而洗脱顺序是,正电荷越多结合越紧密洗脱越晚。
阴离子交换层析则使用含有碱性基团的交换树脂,结合溶液中的含有阴离子基团的分子,因而负电荷越多结合越紧密,洗脱越晚。
C. 离子交换层析法原理是什么
离子交换层析法 (ion exchange chromatography,简称IEC)是从复杂的混合物中,分离性质相似大分子的方法之一,依据的原理是物质的酸碱性、极性,也就是所带阴阳离子的不同。电荷不同的物质,对管柱上的离子交换剂有不同的亲和力,改变冲洗液的离子强度和pH值,物质就能依次从层析柱中分离出来。
离子交换层析法大致分为5个步骤:
1. 离子扩散到树脂表面。
2. 离子通过树脂扩散到交换位置。
3. 在交换位置进行离子交换;被交换的分子所带电荷愈多,它与树脂的结合愈紧密,也就愈不容易被其它离子取代。
4. 被交换的离子扩散到树脂表面。
5. 冲洗液通过,被交换的离子扩散到外部溶液中。
离子交换树脂的交换反应是可逆的,遵循化学平衡的规律,定量的混合物通过管柱时,离子不断被交换,浓度逐渐降低,几乎全部都能被吸附在树脂上;在冲洗的过程中,由于连续添加新的交换溶液,所以会朝正反应方向移动,因而可以把树脂上的离子冲洗下来。
如果被纯化的物质是氨基酸类的分子,则分子上的净电荷取决于氨基酸的等电点和溶液的pH值,所以当溶液的pH 值较低,氨基酸分子带正电荷,它将结合到强酸性的阳离子交换树脂上;随着通过的缓冲液pH逐渐增加,氨基酸将逐渐失去正电荷,结合力减弱,最后被洗下来。由于不同的氨基酸等电点不同,这些氨基酸将依次被洗出,最先被洗出的是酸性氨基酸,如apartic acid和glutamic acid(在约pH3~4时),随后是中性氨基酸,如glycine和alanine。碱性氨基酸如arginine和lysine在pH值很高的缓冲液中仍带有正电荷,因此这些在约pH值高达10~11时才出现。
D. 离子交换层析中,为什么用氯离子洗脱阴离子为什么改变氯离子浓度就可以分离出带电荷不同的阴离子
阴离子交来换柱的填料自是正电填料,在低盐条件下可以通过电荷相互作用吸附样品中的阴离子和负电荷物质(如DNA)。这些带负电的物质由于其带电量不同,分子大小不同,因而与正电填料之间的结合力也就不同。用梯度的氯离子(一般用氯化钠梯度,例如从100mM氯化钠线性梯度升高到1M氯化钠)洗脱挂柱样品时,氯离子会和结合上的物质竞争结合正电填料,伴随着氯离子浓度的不断升高,氯离子的竞争作用越来越强,与填料结合的物质会按照亲和力从弱到强依次洗脱下来,形成独立的洗脱峰,从而将这些物质分开。
阳离子交换柱与之正好相反,柱子填料为负电荷,用钠离子洗脱结合的正电物质。
E. 常用于分离生物样品的层析方法还有哪些其原理是什么
在分离分析特别是蛋白质分离分析中,层析是相当重要、且相当常见的一种技术,其原理较为复杂,对人员的要求相对较高,这里只能做一个相对简单的介绍。
一、 吸附层析
1、 吸附柱层析
吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相,以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。
2、 薄层层析
薄层层析是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相,以液体为流动相的一种层析方法。这种层析方法是把吸附剂等物质涂布于载体上形成薄层,然后按纸层析操作进行展层。
3、 聚酰胺薄膜层析
聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。层析时,展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的连续过程,就能导致分离物质达到分离目的。
二、 离子交换层析
离子交换层析是在以离子交换剂为固定相,液体为流动相的系统中进行的。离子交换剂是由基质、电荷基团和反离子构成的。离子交换剂与水溶液中离子或离子化合物的反应主要以离子交换方式进行,或借助离子交换剂上电荷基团对溶液中离子或离子化合物的吸附作用进行。`
三、 凝胶过滤
凝胶过滤又叫分子筛层析,其原因是凝胶具有网状结构,小分子物质能进入其内部,而大分子物质却被排除在外部。当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时,溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。
F. 离子交换层析中,为什么用氯离子洗脱阴离子
离子交换层析中,为什么用氯离子洗脱阴离子
阴离子交换柱的填料是正电填专料,在低盐条件下可以属通过电荷相互作用吸附样品中的阴离子和负电荷物质(如DNA).这些带负电的物质由于其带电量不同,分子大小不同,因而与正电填料之间的结合力也就不同.用梯度的氯离子(一般用氯化钠梯度,例如从100mM氯化钠线性梯度升高到1M氯化钠)洗脱挂柱样品时,氯离子会和结合上的物质竞争结合正电填料,伴随着氯离子浓度的不断升高,氯离子的竞争作用越来越强,与填料结合的物质会按照亲和力从弱到强依次洗脱下来,形成独立的洗脱峰,从而将这些物质分开.
阳离子交换柱与之正好相反,柱子填料为负电荷,用钠离子洗脱结合的正电物质.
G. 急求~离子交换柱清洗方法
离子交换层析
Tina 发表于 2006-2-21 12:21:00
材料与仪器
DEAE-32纤维素,pH8.0 0.01 mol/L Tris-HCl,工程菌破碎离心后的上清液;
层析柱
二、 方法与步骤
1) 装柱:
用水清洗层析柱,柱内留存水距底部约1cm,加入18ml介质(凝胶溶液)。
2) 平衡:
加0.01M,PH8.0,tris-HCl缓冲液,直至流出液PH与缓冲液一致。
3) 上样:
用量筒量出上清液体积,再加入等体积缓冲液混合,取EP管留1.5ml。待柱中水流出,至刚好覆盖凝胶表面,靠璧缓慢加样。
4) 用50ml缓冲液洗涤,用EP管随机收集样品穿出液和洗涤穿出液。
5) 洗脱:
将梯度洗涤仪和层析柱连接,洗脱瓶A(混合器)加200µl缓冲液,开口打开至两瓶液面相平,相通管道出无气泡,关闭连接,A中加入6gNaCl溶解,把装置放在梯度混合仪上,开动搅拌器开关,打开A和B的连接通道,层析柱下端连收集器,收集洗脱流出液。
6) 控制流速,约4min/管,2-3ml/管。
分子筛的是凝胶层析
Sephadex G-100凝胶层析
Tina 发表于 2006-2-21 12:27:00
材料与仪器
Sephadex G-100,0.5 mol/L pH8.0 Tris-HCl,浓缩液
层析柱
二、 方法与步骤
1) Sephadex G-100 凝胶预处理
a) 100ml烧杯,称取5克sephadex G-100,加入50ml去离子水,浸泡溶胀24小时。
b) 倾去sephadex G-100溶胀后凝胶上层的水,加入凝胶等体积的1.0 mol/L NaOH液处理,用搅棒轻轻搅动,并浸泡1小时处理后倾去。用去离子水洗涤。洗涤过程中,用倾去法除去细颗粒。其方法是用搅棒将凝胶搅匀(注意不要过分用力搅拌,以防止颗粒破碎),放置数分钟,将未沉淀的细颗粒随上层水倒掉。浮选3-5次,直至上层没有细颗粒为止,再浸泡水洗至PH中性。
c) 将Sephadex G-100凝胶水溶液盛放于抽滤瓶中,用洗耳球塞住杯口,减压抽气30分钟,除去凝胶溶液内的气泡,将脱气后的凝胶溶液轻轻倒入烧杯中,其中盛有1/2去离子水。
2) 装柱
a) 层析柱(1.0Î50cm)用水清洗干净,柱的上、下端联接塑料管接上小乳胶管,装上螺旋夹。将层析柱垂直装好。校直过程用下端绑有钥匙的绳子挂于铁架的不同位置,从多角度校正使柱垂直。打开柱上端口,从柱底下出口管朝柱内注入水,使柱底全部充满水而不留气泡,关闭柱出口。最终柱内留存有2 cm的水。从出口处接上一根直径2 mm细塑管,塑管另一端固定在柱的上端部位。
b) 搅动凝胶溶液(切勿搅动太快,以免空气再逸入),使形成均一的薄胶浆,并立即沿玻棒倒入层析管内,让加入的凝胶在柱内自然沉降,待柱底面上积起约1-2 cm的凝胶床后,打开柱出口水流。随着柱内水的流出,上面不断加入凝胶液,使形成的凝胶床面上有凝胶连续下降(如果凝胶床面上不再有凝胶颗粒下降,应该用搅棒均匀地将凝胶床搅起数厘米高,然后再加凝胶,不然就会形成界面,影响层析效果)。
c) 凝胶沉积到柱内凝胶是否均匀,有否“纹路”或气泡。若层析柱不均一,必须重新装柱。
3) 平衡
柱装好后,使层析床稳定15-20分钟,然后连接洗脱瓶出口和层析柱顶端,用3-5倍体积地缓冲液平衡层析柱。平衡过程中控制上柱缓冲液地进柱操作压保持恒定。保持流速每滴/10秒。直至流出液的PH与上柱缓冲液完全相同。
4) 样品洗脱
a) 上样准备:
i) 上样前打开层析柱上端,先检查凝胶床界面是否平整,如果倾斜不平整,可用玻棒将凝胶床界面轻轻搅起后,再使凝胶自然沉降,形成平整状态的凝胶床界面。用毛细吸管小心吸去大部分清液,然后让液面自然下降,直至几乎露出凝胶床界面。
ii) 样品放入高速离心机,12000r/min、离心5 min。
iii) 上样前吸取50µl样品于EP管中,以备走电泳。
b) 样品上样:
i) 将样品由玻棒引流沿管壁加入到凝胶床面上,注意不要将床面凝胶冲起。同时打开层析柱下面流出液开关(控制流速1滴/20秒),保持层析柱下面流出滴速与上样的滴速一致,控制凝胶床界面不能脱水,并控制样品区带尽量狭窄。
ii) 当1.5ml样品全部加入后,用 1-2 ml的0.5mol/L PH8.0 Tris-HCl洗脱液同上样时一样地保持层析柱下面流出滴速与上样的滴速一致以控制凝胶床界面不能脱水,小心清洗凝胶床界面表面,使黏附着的样品全部洗入凝胶床。
iii) 然后开始控制上样的滴速大于层析柱下面流出滴速,使几乎与凝胶床界面相平的洗脱液液面慢慢提高至凝胶床界面高出2cm左右,封闭层析柱上端。
iv) 保持层析柱上柱洗脱液入口处与层析柱下面流出处有一定势压。控制上柱缓冲液的进柱操作压保持恒定。
c) 洗脱:
用0.1 mol/L PH8.0 Tris-HCl 缓冲液洗脱,用部分收集器收集,4分钟/管(约2-3ml/管),收集约1-30管。
5) 酶活、酶浓度测定,参见2.6.2,2.6.3
6) 最高酶活收集管洗脱液留50µl,以备走电泳。
7) 将酶活较高的收集液10~14管合并,测定总体积为7.1 ml,精确测定酶活性。并用考马思亮蓝测定蛋白浓度。测酶活时体系稀释了200倍,定蛋白时无稀释。
H. 请用最简短的语言描述一下,离子交换层析的全部操作步骤。每个步骤用一两句话概括,不要写得太繁琐
平衡:用低盐的buffer平衡柱子。
上样:蛋白流过柱子。
淋洗:用上面同样的buffer淋洗几个柱体积。
洗脱:buffer中盐浓度递增,在某一个盐浓度处蛋白会被洗脱。收集样品。
I. 离子交换层析可用于哪些种类蛋白质的分离
离子交换层析是利用蛋白质在不同PH带不同种电荷的方法,利用离子交换的方法分离专蛋白的。
离子交换属内的介质一般是树脂,阳离子交换型的,使用前树脂先用碱处理成钠型,将氨基酸混合液(pH=2-3)上柱,pH=2-3时,氨基酸主要以阳离子形式存在,与树脂上的钠离子发生交换而被“挂”在树脂上,再用洗脱剂洗脱。不同的氨基酸(带的电荷不同)与树脂的亲和力不同,要将其分离洗脱下来,需要降低它们之间的亲和力,方法是逐步提高洗脱剂的pH和盐浓度,这样各种氨基酸将以不同的速度被洗脱下来,反之亦然。
不同反荷离子与树脂亲和力是不同的,其强弱关系为阳性竞争离子:Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 阴性竞争离子:I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某种离子溶液洗脱效果不好,可用另一种亲和力强的离子代替之,等电点>7选择阳离子交换树脂,等电点<7选择阴离子交换树脂。
J. 蛋白质的分离方法有哪些它们各依据蛋白质的什么性质或特点
(一)水溶液提取法
稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质稳定性好、溶解度大、是提取蛋白质最常用的溶剂,通常用量是原材料体积的1-5倍,提取时需要均匀的搅拌,以利于蛋白质的溶解。提取的温度要视有效成份性质而定。一方面,多数蛋白质的溶解度随着温度的升高而增大,因此,温度高利于溶解,缩短提取时间。但另一方面,温度升高会使蛋白质变性失活,因此,基于这一点考虑提取蛋白质和酶时一般采用低温(5度以下)操作。为了避免蛋白质提以过程中的降解,可加入蛋白水解酶抑制剂(如二异丙基氟磷酸,碘乙酸等)。
下面着重讨论提取液的pH值和盐浓度的选择。
1、pH值
蛋白质,酶是具有等电点的两性电解质,提取液的pH值应选择在偏离等电点两侧的pH
范围内。用稀酸或稀碱提取时,应防止过酸或过碱而引起蛋白质可解离基团发生变化,从而导致蛋白质构象的不可逆变化,一般来说,碱性蛋白质用偏酸性的提取液提取,而酸性蛋白质用偏碱性的提取液。
2、盐浓度
稀浓度可促进蛋白质的溶,称为盐溶作用。同时稀盐溶液因盐离子与蛋白质部分结合,具有保护蛋白质不易变性的优点,因此在提取液中加入少量NaCl等中性盐,一般以0.15摩尔。升浓度为宜。缓冲液常采用0.02-0.05M磷酸盐和碳酸盐等渗盐溶液。
(二)有机溶剂提取法
一些和脂质结合比较牢固或分子中非极性侧链较多的蛋白质和酶,不溶于水、稀盐溶液、稀酸或稀碱中,可用乙醇、丙酮和丁醇等有机溶剂,它们具的一定的亲水性,还有较强的亲脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必须在低温下操作。丁醇提取法对提取一些与脂质结合紧密的蛋白质和酶特别优越,一是因为丁醇亲脂性强,特别是溶解磷脂的能力强;二是丁醇兼具亲水性,在溶解度范围内(度为10%,40度为6.6%)不会引起酶的变性失活。另外,丁醇提取法的pH及温度选择范围较广,也适用于动植物及微生物材料。
二、蛋白质的分离纯化
蛋白质的分离纯化方法很多,主要有:
(一)根据蛋白质溶解度不同的分离方法
1、蛋白质的盐析
中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响,一般在低盐浓度下随着盐浓度升高,蛋白质的溶解度增加,此称盐溶;当盐浓度继续升高时,蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出,这种现象称盐析,将大量盐加到蛋白质溶液中,高浓度的盐离子(如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力,可夺取蛋白质分子的水化层,使之“失水”,于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同,故盐析所需的盐浓度也不一样,因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。
影响盐析的因素有:(1)温度:除对温度敏感的蛋白质在低温(4度)操作外,一般可在室温中进行。一般温度低蛋白质溶介度降低。但有的蛋白质(如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白)在较高的温度(25度)比0度时溶解度低,更容易盐析。(2)pH值:大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。(3)蛋白质浓度:蛋白质浓度高时,欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来(共沉现象)。因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释,使蛋白质含量在2.5-3.0%。
蛋白质盐析常用的中性盐,主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。
其中应用最多的硫酸铵,它的优点是温度系数小而溶解度大(25度时饱和溶液为4.1M,即767克/升;0度时饱和溶解度为3.9M,即676克/升),在这一溶解度范围内,许多蛋白质和酶都可以盐析出来;另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间,当用其他pH值进行盐析时,需用硫酸或氨水调节。
蛋白质在用盐析沉淀分离后,需要将蛋白质中的盐除去,常用的办法是透析,即把蛋白质溶液装入秀析袋内(常用的是玻璃纸),用缓冲液进行透析,并不断的更换缓冲液,因透析所需时间较长,所以最好在低温中进行。此外也可用葡萄糖凝胶G-25或G-50过柱的办法除盐,所用的时间就比较短。
2、等电点沉淀法
蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小,因而溶解度也最小,各种蛋白质的等电点有差别,可利用调节溶液的pH达到某一蛋白质的等电点使之沉淀,但此法很少单独使用,可与盐析法结合用。
3、低温有机溶剂沉淀法
用与水可混溶的有机溶剂,甲醇,乙醇或丙酮,可使多数蛋白质溶解度降低并析出,此法分辨力比盐析高,但蛋白质较易变性,应在低温下进行。
(二)根据蛋白质分子大小的差别的分离方法
1、透析与超滤
透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。
超滤法是利用高压力或离心力,强使水和其他小的溶质分子通过半透膜,而蛋白质留在膜上,可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。
2、凝胶过滤法
也称分子排阻层析或分子筛层析,这是根据分子大小分离蛋白质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胶(Sephadex
ged)和琼脂糖凝胶(agarose gel)。
(三)根据蛋白质带电性质进行分离
蛋白质在不同pH环境中带电性质和电荷数量不同,可将其分开。
1、电泳法
各种蛋白质在同一pH条件下,因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。值得重视的是等电聚焦电泳,这是利用一种两性电解质作为载体,电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的pH梯度,当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时,到达各自等电点的pH位置就停止,此法可用于分析和制备各种蛋白质。
2、离子交换层析法
离子交换剂有阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素;CM-纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素;DEAE?FONT
FACE="宋体"
LANG="ZH-CN">纤维素),当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。(详见层析技术章)
(四)根据配体特异性的分离方法-亲和色谱法
亲和层析法(aflinity
chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法,它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来,而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand)的分子能特异而非共价地结合。其基本原理:蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在,每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质,因此蛋白质的分离(Separation),提纯(Purification)
和鉴定(Characterization)是生物化学中的重要的一部分,至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来,因此往往采取几种方法联合使用。
细胞的破碎
1、高速组织捣碎:将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。此法适用于动物内脏组织、植物肉质种子等。
2、玻璃匀浆器匀浆:先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎,此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织。
3、超声波处理法:用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100毫克菌体/毫升浓度,在1KG至10KG频率下处理10-15分钟,此法的缺点是在处理过程会产生大量的热,应采取相应降温措施。对超声波敏感和核酸应慎用。
4、反复冻融法:将细胞在-20度以下冰冻,室温融解,反复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞结构破碎。
5、化学处理法:有些动物细胞,例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠(SDS)、去氧胆酸钠等细胞膜破坏,细菌细胞壁较厚,可采用溶菌酶处理效果更好。
无论用哪一种方法破碎组织细胞,都会使细胞内蛋白质或核酸水解酶释放到溶液中,使大分子生物降解,导致天然物质量的减少,加入二异丙基氟磷酸(DFP)可以抑制或减慢自溶作用;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,加入苯甲磺酰氟化物(PMSF)也能清除蛋白水解酥活力,但不是全部,还可通过选择pH、温度或离子强度等,使这些条件都要适合于目的物质的提取。
浓缩、干燥及保存
一、样品的浓缩
生物大分子在制备过程中由于过柱纯化而样品变得很稀,为了保存和鉴定的目的,往往需要进行浓缩。常用的浓缩方法的:
1、减压加温蒸发浓缩
通过降低液面压力使液体沸点降低,减压的真空度愈高,液体沸点降得愈低,蒸发愈快,此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。
2、空气流动蒸发浓缩
空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液,表面不断通过空气流;或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室,用电扇对准吹风,使透过膜外的溶剂不沁蒸发,而达到浓缩目的,此法浓缩速度慢,不适于大量溶液的浓缩。
3、冰冻法
生物大分子在低温结成冰,盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中,操作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体,然后缓慢地融解,利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。如蛋白质和酶的盐溶液用此法浓缩时,不含蛋白质和酶的纯冰结晶浮于液面,蛋白质和酶则集中于下层溶液中,移去上层冰块,可得蛋白质和酶的浓缩液。
4、吸收法
通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。所用的吸收剂必需与溶液不起化学反应,对生物大分子不吸附,易与溶液分开。常用的吸收剂有聚乙二醇,聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等,使用聚乙二醇吸收剂时,先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里,外加聚乙二醇复盖置于4度下,袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去,聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。
5、超滤法
超滤法是使用一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的方法,不液体在一定压力下(氮气压或真空泵压)通过膜时,溶剂和小分子透过,大分子受阻保留,这是近年来发展起来的新方法,最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐,并具有成本低,操作方便,条件温和,能较好地保持生物大分子的活性,回收率高等优点。应用超滤法关键在于膜的选择,不同类型和规格的膜,水的流速,分子量截止值(即大体上能被膜保留分子最小分子量值)等参数均不同,必须根据工作需要来选用。另外,超滤装置形式,溶质成份及性质、溶液浓度等都对超滤效果的一定影响。Diaflo
超滤膜的分子量截留值:
膜名称分子量截留值孔的大的平均直径
XM-300300,000140
XM-200100,00055
XM-5050,00030
PM-30 30,00022
UM-2020,00018
PM-1010,00015
UM-21,00012
UM05500 10
用上面的超滤膜制成空心的纤维管,将很多根这样的管拢成一束,管的两端与低离子强度的缓冲液相连,使缓冲液不断地在管中流动。然后将纤维管浸入待透析的蛋白质溶液中。当缓冲液流过纤维管时,则小分子很易透过膜而扩散,大分子则不能。这就是纤维过滤秀析法,由于透析面积增大,因而使透析时间缩短10倍。
二、干燥
生物大分子制备得到产品,为防止变质,易于保存,常需要干燥处理,最常用的方法是冷冻干燥和真空干燥。真空干燥适用于不耐高温,易于氧化物质的干燥和保存,整个装置包括干燥器、冷凝器及真空干燥原理外,同时增加了温度因素。在相同压力下,水蒸汽压随温度下降而下降,故在低温低压下,冰很易升华为气体。操作时一般先将待干燥的液体冷冻到冰点以下使之变成固体,然后在低温低压下将溶剂变成气体而除去。此法干后的产品具有疏松、溶解度好、保持天然结构等优点,适用于各类生物大分子的干燥保存。
三、贮存
生物大分子的稳定性与保存方法的很大关系。干燥的制品一般比较稳定,在低温情况下其活性可在数日甚至数年无明显变化,贮藏要求简单,只要将干燥的样品置于干燥器内(内装有干燥剂)密封,保持0-4度冰箱即可,液态贮藏时应注意以下几点。
1、样品不能太稀,必须浓缩到一定浓度才能封装贮藏,样品太稀易使生物大分子变性。
2、一般需加入防腐剂和稳定剂,常用的防腐剂有甲苯、苯甲酸、氯仿、百里酚等。蛋白质和酶常用的稳定剂有硫酸铵糊、蔗糖、甘油等,如酶也可加入底物和辅酶以提高其稳定性。此外,钙、锌、硼酸等溶液对某些酶也有一定保护作用。核酸大分子一般保存在氯化钠或柠檬酸钠的标准缓冲液中。
3、贮藏温度要求低,大多数在0度左右冰箱保存,有的则要求更低,应视不同物质而定。