生物制品的制备
focusing)等。
(4)亲和层析法(affinity chromatography)
➢大部分生物活性物质都有其作用的靶物质,如酶与 底物(或抑制剂)、抗原与抗体、激素与受体等,它 们之间有特异的亲合作用,利用该性质设计的特异层 析分离技术称为亲和层析。
➢亲和层析分离专一性强,操作简便,是当前应用很 广泛的分离方法之一。
( Fig1. Mechanism of AC)
抗原
专一 抗体
基质
(Fig2. 子
4)配基的种类 (sorts of ligand) ➢抗原与抗体。 ➢DNA与互补DNA或RNA(cDNA、 mRNA)。 ➢酶与其底物。 ➢激素与其受体。 ➢维生素与结合蛋白。 ➢糖蛋白与植物凝集素。
氨基酸、多肽、蛋白质、酶均为两性电解质。它
们具有等电点,在离开等电点的pH时便会带正或
负电荷。例如某蛋白质等电点为7.0,当溶液pH 为4.0时,分子则带有正电荷。由于具有该性质, 利用带电性质进行分离是极其有效的方法。利用
电学性质进行分离的方法有离子交换柱层析法 ( ion-exchange chromatography ) 、 电 泳 法 ( electrophoresis ) 、 等 电 聚 焦 法 ( isoelectric
溶液、盐溶液、乙醇、其他有机溶剂(如氯仿、丙 酮等)。
②考虑提取溶剂的用量及提取次数、提取时 间。
③注意提取的温度、pH、变性剂等因素。
三、蛋白质类制品的分离纯化方法(
Isolation and depuration of protein production)
包括蛋白质、多肽和酶类等药物。分离纯化方法有:
盐析法原理
中性盐
蛋白质
中和电荷
水化层减弱
溶解度下 降,沉淀
等电点沉淀法
在等电点时,蛋白质分子以两性离子形式存在,其分子 净电荷为零(即正负电荷相等),此时蛋白质分子颗粒在 溶液中因没有相同电荷的相互排斥,分子相互之间的作 用力减弱,其颗粒极易碰撞、凝聚而产生沉淀,所以蛋 白质在等电点时,其溶解度最小,最易形成沉淀物。
(1)原料选择 原料的选择原则: ①有效成分含量高,新鲜; ②原料来源丰富,产地较近; ③原料中杂质含量少; ④原料成本低等。
原料的选择注意事项: ①植物原料生长的季节性;
②微生物原料的对数期; ③动物原料的年龄与性别。
(2)原料的预处理与保存:
①动物原料:采集后要立即处理,去除结缔 组织、脂肪组织等,并迅速冷冻贮存。
亲和色谱(affinity chromatography)
1)基本概念(basic concept) ➢亲和层析是利用待分离物质与其特异性配基之间特 异性的亲和力进行分离的一类特殊的层析技术。 ➢配基(ligand) :被固定在基质上的分子称为配基, 配基和基质是以共价键结合的。 ➢基质(matrix):亦称为载体(vector),是构成固 定相的骨架 。
②压力法,有加压、减压、渗透压三种
③反复冻融法,设备简便,活性保 持好,但用时较长。
④超声波振荡破碎法,该方法破碎 效果较好,但由于局部发热,对 活性有损失。
⑤自溶法或酶解法,用得较少。
(2)提取(extraction)
生物组织与细胞破碎后要立即进行提取。提取时 ,首先要根据活性物质的性质,
①选择提取试剂。提取试剂主要有:水、缓冲
②植物原料:要择时采集并就地去除不用的 部分,保鲜处理;
③微生物原料:要及时将菌细胞与培养液分 开,进行保鲜处理。
原料的保存方法主要有:
①冷冻法。该方法适用于所有生物原料。常用-
40℃速冻。
②有机溶剂脱水法。常用的有机溶剂是丙酮。
该法适用于原料少而价值高、有机溶剂对活性物 质没有破坏作用的原料,如脑垂体等。
(2) 按分子大小分离的方法:有超滤法( ultrafiltration)和透折法(dialysis)(即 膜分离方法)、凝胶层析法(gel chromatography)、超速离心法(ultra centrifugation转速大于20 000r/min)等。 其中膜分离法可用于生物大分子物质的浓 缩、分级和脱盐。
③防腐剂保鲜。常用乙醇、苯酚等。该法适用
于液体原料,如发酵液、提取液等。
二、生物制品的提取(extraction)
(1)生物组织与细胞的破碎(obtrude of tissue and cell):生物制品大部分存在于生物组织或细胞中,要 提高提取率,破碎过程是非常重要的。常用的破碎方 法:
①磨切法,该法属于机械破碎方法,设备有组织捣碎 机、胶体磨、匀浆器、匀质机、球磨机、乳钵等。
2)亲和层析有如下特点 (Characteristics of Affinity
Chromatography)
➢ 纯化过程简单、迅速; ➢ 分离效率高; ➢ 产物纯度高; ➢ 必须针对某一分离对象制备专一的配基及寻求稳定
的层析条件。 因此应用范围受到一定的限制。
3)亲和层析的基本原理 (Mechanism of Affinity Chromatography)
➢①亲和的一对分子中的一方以共价键形式与不溶性 载体相连作为固定相吸附剂。 ➢②当含有混合组份的样品(流动相)通过此固定相 时,只有和固定相分子有特异亲和力的物质,才能被 固定相吸附结合,其它没有亲和力的无关组份就随流 动相流出。 ➢③然后改变流动相成份,将结合的亲和物洗脱下来。 (见Fig1、Fig2)。
(1)沉淀法(precipitation):蛋白质、酶的初步纯化往往用沉
淀法。原理是使蛋白质胶体颗粒破坏,从而沉淀蛋白质。常用 的有盐析法(salting out)、有机溶剂沉淀法(organic solvent precipitation)、等电点沉淀法(isoelectric precipitation)、与 靶物质结合沉淀法(如抗体—抗原)(target banding precipitation)等。
凝胶层析又称分子筛层析,主要根据混合物中分子的大小和形 状不同 ,在通过凝胶时,分子的扩散速率各异而达到分离的 目的。凝胶颗粒具有多孔性网状结构,小分子易进入凝胶网孔, 流程长而移动速度慢,而大分子物质不能进入凝胶网孔,沿凝 胶颗粒间隙流动,流程短移动快。这种现象称为分子筛效应。
(3)按分子所带电荷进行分离的方法