生物大分子的分离纯化技术

生物大分子的分离纯化技术第1页，共35页，2023年，2月20日，星期一生物样品的常规分离纯化方法透析微过滤盐析冷冻干燥离心第2页，共35页，2023年，2月20日，星期一透析基本原理透析膜:

材料:火棉胶(Collodion),玻璃纸(Cellophane),纤维素(Cellulose)

纤维透析管的处理:1%乙酸水溶液1h,碱性EDTA(1%Na2CO3,1mMEDTA)煮1h,纯水清洗,保存.透析液:

水,缓冲液,高分子的浓溶液Donnan效应:pH变化

(勤换透析液,使用大量的透析液)第3页，共35页，2023年，2月20日，星期一Donnan效应:第4页，共35页，2023年，2月20日，星期一微过滤的类型:深层滤器(DepthFilter):滤膜滤器(ScreenFilter):纤维素醋酸酯(硝酸酯)微过滤技术的应用:溶液的澄清微量沉淀物的收集细菌细胞的收集微过滤第5页，共35页，2023年，2月20日，星期一盐析基本原理：

在盐浓度很低时，蛋白质的溶解度随盐浓度的升高而增加，这称为盐溶；随盐浓度不断增加，蛋白质的溶解度不断降低而沉淀析出，即盐析。盐析实验应注意的问题：

盐类的选择：硫酸铵（767g/l,25℃)

盐的饱和度：温度：室温或4℃pH：等电点蛋白质的浓度：第6页，共35页，2023年，2月20日，星期一冷冻干燥基本原理：又称升华干燥，是在低温、副压下进行干燥的方法。冷冻干燥的条件：温度，-10~-40℃；真空度，13~40Pa。第7页，共35页，2023年，2月20日，星期一离心基本原理种类：普通离心机（6000rpm)，高速离心机(25000rpm)，超速离心机转子：固定角度式，悬挂吊桶式第8页，共35页，2023年，2月20日，星期一离心(2)离心力和相对离心力(Relativecentrifugalforce)：

F=mω2r;Fcf=(1.119×10-5)(rpm)2r沉淀速度与沉降系数：

F摩擦=fvF净=(Mp-Ms)ω2r-fv沉降系数：沉淀速度与离心力的比率（单位离心场中颗粒的沉降速度），蛋白质\核酸\病毒等的沉降系数介于1×10-13到200×10-13秒的范围.

以1×10-13s为一个单位,称为斯韦德贝格单位(Svedberg)，用S(大写)表示.

第9页，共35页，2023年，2月20日，星期一离心(3)离心技术的类型：

最大速度方法：

移动界面（MovingBoundary)超速离心法移动区带(MovingZone)超速离心法

等密度方法(Iso-density)：第10页，共35页，2023年，2月20日，星期一临床及生化分析样品的预处理

样品的类型、采集与保存酶样品的准备第11页，共35页，2023年，2月20日，星期一样品的类型、采集与保存样品的类型：第12页，共35页，2023年，2月20日，星期一样品的类型、采集与保存样品的采集血样：

全血：肝素抗凝（0.02~0.2mg/ml)

血浆：2000g离心10min

血细胞：血清：5~30min自凝分离

尿样：酸式采集（HCl或硼酸，pH<2.5)，碱式采集(碳酸钠，几滴苯酚抗菌）

唾液：

组织样品：液氮等冷冻第13页，共35页，2023年，2月20日，星期一酶样品的准备酶活性的保持控制纯化过程中的pH、温度及有机试剂加入载体蛋白防止酶的吸附，如:BSA

加入辅助因子保护活性部位,如:EDTA,巯基乙醇，谷胱甘肽抑制蛋白酶的水解作用，如:氟代磷酸二异丙酯，甲（乙）酰-亮-亮-精三肽等亲水分子稳定剂，如甘油，糖醇等样品制备从组织或器官制备样品从组织或器官培养液中制备样品从生物体液中制备样品（5000rpm,15min)

从细胞培养液制备样品第14页，共35页，2023年，2月20日，星期一电泳分离纯化技术聚丙烯酰胺凝胶电泳琼脂糖凝胶电泳高效毛细管电泳第15页，共35页，2023年，2月20日，星期一电泳分离纯化技术基本原理

V=μeE(μe为电泳迁移率,即电场强度为1V/cm时的迁移速率.)影响电泳分离的因素:

物质本身的结构和性质:

荷电性质,形状

支持介质:吸附作用,电渗作用溶液介质:pH,离子强度电场强度:

常压

500V第16页，共35页，2023年，2月20日，星期一聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶的结构和性质

凝胶的机械强度、弹性、透明度和黏度等取决于凝胶的总浓度:第17页，共35页，2023年，2月20日，星期一聚丙烯酰胺凝胶电泳(2)凝胶电泳的装置柱型(ColumnGel):10cm×6cm

板型(SlabGel):12cm×12cm或14cm×16cm;

玻璃板间距1.75或1.5cm.不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(盘状电泳)

电荷效应浓缩效应分子筛效应第18页，共35页，2023年，2月20日，星期一不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳第19页，共35页，2023年，2月20日，星期一聚丙烯酰胺凝胶电泳的应用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质的分子量

1%SDS+0.1M巯基乙醇分子量1.0×104~2.0×105蛋白质的等电聚焦(IsoelectricFocusing,IEF)

原理

pH梯度的形成与保持

第20页，共35页，2023年，2月20日，星期一琼脂糖凝胶电泳特点：适合分子量大的分子；无毒；分辨率高；重复性好

胶浓度：0.5%~3%；分离1~9.0×107DNA片段

0.5~1.0%胶分离0.5~30kbDNA,

1.0~1.5%胶分离小片段第21页，共35页，2023年，2月20日，星期一琼脂糖凝胶电泳的应用限制性核酸内切酶存在下酶切DNA片段的分析DNA超螺旋结构的鉴定DNA分子量的测定脉冲场凝胶电泳第22页，共35页，2023年，2月20日，星期一DNA分子量的测定第23页，共35页，2023年，2月20日，星期一高效毛细管电泳仪器第24页，共35页，2023年，2月20日，星期一毛细管:I.D,25~100μm;O.D.,100~400μm;L,0.1~1m进样系统:nL~pL,流体力学方法和电动进样高压直流电源：30kV,1~300μA

检测

紫外-可见吸收法荧光检测法电化学检测法质谱法第25页，共35页，2023年，2月20日，星期一高效毛细管电泳基本概念：电泳淌度电渗流分析参数：淌度和迁移时间分离效率分离度第26页，共35页，2023年，2月20日，星期一高效毛细管电泳分离模式毛细管区带电泳（CapillaryZoneElectrophoresis,CZE)毛细管胶束电泳（CapillaryMicellarElectrokineticChromatography,CEKC)毛细管凝胶电泳（CapillaryGelElectrophoresis,CGE)毛细管等电聚焦（CapillaryIsoelectricFocusing,CIEF)第27页，共35页，2023年，2月20日，星期一CGE的应用DNA序列分析蛋白质分析物理胶CZE第28页，共35页，2023年，2月20日，星期一第29页，共35页，2023年，2月20日，星期一第30页，共35页，2023年，2月20日，星期一生物大分子的色谱分离纯化技术排阻色谱亲和色谱离子交换色谱反相及疏水作用色谱液－液分配色谱第31页，共35页，2023年，2月20日，星期一第32页，共35页，2023年，2月20日，星期一亲和色谱固定相

葡聚糖凝胶，聚丙烯酰胺凝胶，琼脂糖凝胶，聚丙烯酰胺－琼脂糖混合凝胶，（与凝胶色谱相似）

配基：

分离抗体用抗原，半抗原分离酶