蛋白质的分离与纯
蛋白质的分离纯化
蛋白质的分离纯化蛋白质是生命体中最基本的分子之一，它在细胞内发挥着重要的功能。
由于蛋白质的复杂性和多样性，研究人员通常需要从复杂的混合物中分离和纯化蛋白质。
蛋白质的分离纯化是生物化学和生物技术领域中非常重要的一项工作，它为我们深入研究蛋白质的结构和功能提供了必要的条件。
蛋白质的分离纯化可以通过多种不同的方法实现，这些方法包括离心法、凝胶过滤法、电泳法、层析法等。
在选择合适的方法时，研究人员需要考虑到蛋白质的特性以及实验的要求。
离心法是最常用的分离方法之一，在离心过程中，通过调整离心力和离心时间，可以实现不同密度的蛋白质的分层。
这种方法适用于分离大分子量的蛋白质。
凝胶过滤法是利用孔径不同的凝胶将蛋白质分离开来。
通常使用的凝胶有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶，这些凝胶具有不同的孔径，可以根据蛋白质的分子量选择合适的凝胶进行分离。
电泳法是基于蛋白质的电荷和分子量差异而进行分离的方法。
最常用的电泳方法是SDS-PAGE电泳，通过使用SDS（十二烷基硫酸钠）对蛋白质进行解性和蛋白质间的形成复合物，使得蛋白质在电泳过程中仅仅受到电场力的影响，从而实现蛋白质的分离。
层析法是一种利用物质在载体上的分配和吸附性质进行分离的方法。
常见的层析方法有凝胶层析、亲和层析、离子交换层析等。
凝胶层析是通过利用载体颗粒的孔径进行分离，亲和层析是将特定配体固定在载体上，与目标蛋白质结合，从而实现分离，而离子交换层析是利用载体表面电荷与目标蛋白质的电荷相互作用进行分离。
在进行蛋白质的分离纯化时，需要注意以下几个关键步骤。
首先是样品制备，通常样品要经过细胞破碎、蛋白质提取等步骤，使得目标蛋白质从复杂的混合物中提取出来。
其次是样品的处理，包括去除杂质、调整蛋白质的溶液环境等。
然后是选择合适的分离方法，根据蛋白质的特性和实验要求来确定最适合的方法。
最后是纯化过程中的监测和分析，通过使用各种蛋白质分析方法，如SDS-PAGE、Western blot等，来确定目标蛋白质的纯化程度和鉴定其存在。
蛋白质的分离纯化方法
1、透析和超过滤 w利用蛋白质分子不能透过半透膜将其 与小分子物质分开 w半透膜为玻璃纸或纤维素材料
加
压
血液透析
血液
透析液
小分子溶出 小分子被带出
透析机
利用蛋白质分子不能穿越半透膜的性质,将蛋白提取液置 于透析袋中,透析袋置于纯水,蒸馏水,或缓冲液中,蛋白质 溶液中的小分子物质穿越半透膜,从而实现纯化蛋白质的 目的.
• 从离心管底部钻空,分段收集 样品,实现蛋白质分离
3、凝胶过滤
凝胶一般由葡聚糖制 成,含有很多微孔
小分子蛋白质进入微 孔内,因而滞流时间长
大分子蛋白质不能进 入微孔而径直流出
3、凝胶过滤
（二）利用溶解度差别的纯化方法
1.等电点沉淀 调整溶液pH 不同蛋白在各自 pI处依次沉淀
2.盐溶和盐析 3.有机溶剂分级分离法
w降低介电常数 w争夺水化膜
等电聚焦电泳
双向电泳
（三）利用电荷差异
离子交换层析 蛋白质按照在相应pH条
件下所带电荷的不同而 以不同的速率向下移动 带有更多负电荷的蛋白 质以更快的速率被洗脱 分段收集渗出液,实现蛋 白质的分离
（四）利用对配体的特异生物学 亲和力的纯化方法
具有பைடு நூலகம்强的专一性
亲和色谱颗粒
利用压力或离心力,强 行使水或其他小分子 溶质透过半透膜,而使 蛋白质留在膜上,以达 到纯化的目的(脱盐和 浓缩)
2、密度梯度离心
• 将蔗糖溶液加入离心管中进行 离心建立蔗糖梯度
• 仔细将蛋白质样品(混合物)加 入蔗糖梯度的顶端,再次离心 沉降
• 当蛋白质达到和自己相同的密 度梯度时停止移动
• 于是在不同的蔗糖梯度中存在 的蛋白质不同
简述蛋白质分离纯化的基本方法
简述蛋白质分离纯化的基本方法蛋白质是有机体重要的组成部分，由氨基酸编码，执行了多种生物功能，例如促进新陈代谢，生物合成，免疫等。
为了获得高纯度的蛋白质，必须将其从其他成分中分离和纯化。
这就是蛋白质纯化。
蛋白质纯化的基本方法包括：一、分子大小法蛋白质主要通过分子过滤器来分离和纯化。
该过程基于分子间的亲和性原理，通过过滤器膜的通透性以及不同蛋白质的大小差异将蛋白质从溶液中分离出来。
二、萃取技术萃取技术是基于蛋白质的共沉淀特性，通过不同的有机溶剂来区分和分离蛋白质，将沉淀的蛋白组分收集后，再进行精细回收。
三、离子交换技术离子交换技术也是基于蛋白质的离子属性，采用各类加压装置，以及特殊离子交换模块以及合成模块，来实现将收集物分离筛选后回收。
四、双模立体技术双模立体技术是采用两种不同的液体体系，如水基和有机溶剂基，在不同的状态或浓度下对蛋白质进行再离析技术，从而实现蛋白质的有效分离纯化。
五、凝胶精分技术凝胶精分技术是改良和发展起来的一种新型蛋白质分离纯化技术，主要基于交叉链结构，可以基本上实现同一类分子配体分子完整地分离纯化。
六、共晶引擎技术共晶引擎技术可基于共晶相邻能量差异，通过电荷，配体结合等不同形式来改变分子的邻近能量，从而有效的将蛋白质分离出来。
以上就是蛋白质分离纯化的基本方法，可以从不同的角度神明蛋白质的性质，以达到有效的提纯的目的。
蛋白质的分离纯化对解析有机体内蛋白质的结构和功能，也极为重要。
目前，已经有很多高级的技术和模块来实现蛋白质分离纯化，例如蛋白质分子调控，杂交等。
通过有效利用上述方法，可以有效精细和完整得提纯高纯度的蛋白质。
蛋白质的分离与纯化
（1）凝胶的选择：
。
（2）方法： 配置凝胶悬浮液：计算并称取一定量的凝胶浸泡于 中充分溶胀
后，配成
。
（3）凝胶色谱柱的装填方法
① 固定：将色谱柱处置固定在支架上
② 装填：将
一次性的缓慢倒入 内，装填时轻轻敲动色谱柱，
使凝胶填装均匀。
③ 洗涤平衡: 装填完毕后，立即用缓冲液洗脱瓶，在 高的操作压下，用
3、具体过程：
相对分子质量 较小的蛋白质
（1）
（2） （3） （4）
（5）
相对分子质量 较大的蛋白质
A B
A
的蛋白质由于
作用进入凝胶颗粒内部而被滞
留；
的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在了里之间
迅速通过。
B（1）
混合物上柱；
（2）洗脱开始，
的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内；
的蛋白质被排阻于凝胶颗粒之外；
（3）
子
以及分子本身 、
的不同使带电分子产
生不同的
，从而实现样品中各种分子的分离。
3、分类： 琼脂糖凝胶电泳 聚丙稀酰胺凝胶电泳。
测定（ 蛋白质相对分子质量 ）通常用十二烷基硫酸钠（SDS）—聚丙稀酰胺凝胶
电泳。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带静电荷的多少以及分子的
大小等因素。为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加入
(4) 透析
2. 凝胶色谱制作
1）凝胶色谱柱的制作
① 取长40厘米，内径1.6厘米的玻璃管，两端需用砂纸磨平。
② 底塞的制作：打孔 挖出凹穴
安装移液管头部 覆
盖尼龙网，再用100目尼龙纱包好。
a、选择合适的的橡皮塞，中间打孔；
b、在橡皮塞顶部切出锅底状的 ，在0.5ml的 头部切
蛋白质的分离纯化方法
蛋白质的分离纯化方法根据分子大小不同进行分离纯化蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。
根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。
透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。
透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。
超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。
这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。
它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。
由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。
所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。
当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。
例如,在从大米渣中提取蛋白质的实验中,加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后,再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离[3]。
使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。
常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。
可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。
密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白,得到的产品纯度高但产量偏低。
蒋辰等[6]通过比较不同密度梯度介质的分离效果,利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。
凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。
凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。
蛋白质的分离纯化和鉴定
本章主要内容
氨基酸 肽 蛋白质的结构、重要性质、结构
与功能关系和蛋白质的分离纯化
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三聚氰胺
结构 用途：广泛应用于木材、塑料、涂料、造
纸、纺织、皮革、电气、医药等行业 根据美国食物及药物管理局的标准，三聚
氰胺可容忍摄入量为每日0.63毫克/公斤 体重 假蛋白原理：蛋白质主要由氨基酸组成， 其含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺的 分子中含氮量为66％左右。通用的蛋白质 测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮 量来估算蛋白质含量，因此，添加三聚氰 胺会使得食品的蛋白质测试含量偏高，从 而使劣质食品通过食品检验机构的测试。
超滤法
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四、纯化
1、离子交换层析 2、凝胶过滤 原理：根据蛋白质分子大小的不同进行分离 介质特点：内部多孔的网状结构 常用的凝胶：葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、
琼脂糖凝胶 优点：分离条件温和，不影响样品的生物活性；
样品损失小，回收率高。
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习题
指出下列蛋白质通过凝胶过滤层析柱（蛋白质分 离范围从5000到400000）时的洗脱顺序。 肌红蛋白：16900； 过氧化氢酶：247500； 细胞色素C：13370； 肌球蛋白：524800； 胰凝乳蛋白酶原：23240； 血清清蛋白：68500。
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3、疏水作用层析 原理：利用蛋白质表面的非极性基团和介质上
的疏水基团间的疏水作用来分离蛋白质的层析 方法。 介质：以琼脂糖为母体，偶联上非极性基团。 如苯基琼脂糖、辛基琼脂糖等。 洗脱：高离子强度增加疏水作用。高浓度硫酸 铵存在下将蛋白质吸附在介质上，然后逐渐降 低硫酸铵的浓度进行洗脱。
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通用的蛋白质测试方法凯氏定氮法是通过测出含氮量来估算蛋白质含量因此添加三聚氰胺会使得食品的蛋白质测试含量偏高从而使劣质食品通过食品检验机构的测试
蛋白质的分离、纯化和鉴定
三、蛋白质的胶体性质与蛋பைடு நூலகம்质沉淀
蛋白质是亲水胶体。 1. 蛋白质是亲水胶体。 水化层与双电层使蛋白质成为稳定的亲水胶体。 水化层与双电层使蛋白质成为稳定的亲水胶体。
球状的水溶性蛋白疏水基团借疏水作用聚合在分 子内部， 子内部，而亲水基团则分布于表面与周围水分子 结合形成水化层； 结合形成水化层； 水化层 同时蛋白质表面的可解离基团带有相同的净电荷， 同时蛋白质表面的可解离基团带有相同的净电荷， 与其周围的反离子构成稳定的双电层。 与其周围的反离子构成稳定的双电层。 双电层
影响盐析的因素有： 影响盐析的因素有： 温度 pH值 值 蛋白质浓度 常用的中性盐主要有硫酸铵， 常用的中性盐主要有硫酸铵，优点是温度系数小而溶 解度大 。
※ 有机溶剂沉淀反应
：用与水互溶的乙醇、丙酮等夺取 用与水互溶的乙醇、
水膜，降低介电常数，增加蛋白质之间的相互作用， 水膜，降低介电常数，增加蛋白质之间的相互作用，使 蛋白质颗粒凝集而沉淀。不同蛋白质所需溶剂浓度不同， 蛋白质颗粒凝集而沉淀。不同蛋白质所需溶剂浓度不同， 可进行分级沉淀，但易引起变性，与有机溶剂浓度、 可进行分级沉淀，但易引起变性，与有机溶剂浓度、作 用时间和沉淀温度有关。 用时间和沉淀温度有关。 例如：丙酮沉淀。使用丙酮沉淀时，必须在 ～ ℃ 例如：丙酮沉淀。使用丙酮沉淀时，必须在0～4℃低温 下进行，丙酮用量一般 倍于蛋白质溶液体积 倍于蛋白质溶液体积。 下进行，丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液体积。蛋白质 被丙酮沉淀后，应立即分离。除了丙酮以外， 被丙酮沉淀后，应立即分离。除了丙酮以外，也可用乙 醇沉淀。 醇沉淀。
（2）不可逆沉淀
在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性， 在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性， 而且也破坏了蛋白质的结构和性质， 而且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可 能再重新溶解于水。 能再重新溶解于水。 由于沉淀过程发生了蛋白质的结构 和性质的变化，所以又称为变性沉淀。 和性质的变化，所以又称为变性沉淀。 如加热沉淀、强酸碱沉淀、 如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐 沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。 沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。
蛋白质分离和纯化技术的研究和应用
蛋白质分离和纯化技术的研究和应用蛋白质是生物体内最基本的分子，其担负着细胞结构与功能、物质转运、信号传递等重要生理功能。
由于生物样品中蛋白质种类众多、含量差异较大，为了深入揭示蛋白质的生物学功能和结构特性，必须对蛋白质进行精确分离和纯化。
本文将介绍蛋白质分离和纯化技术的研究和应用。
一、蛋白质分离技术蛋白质分离是指将复杂的蛋白质混合物进行分离，得到不同种类的纯化蛋白质的过程。
在蛋白质分离的基础上，再进行进一步纯化，能够更好地揭示蛋白质的生物学特性。
（一）凝胶电泳凝胶电泳是当前最常用的蛋白质分离技术之一。
它基于蛋白质的电荷、大小、形状和亲疏水性等性质，利用电场将蛋白质分子沿着凝胶移动，实现分子大小的分离。
凝胶电泳具有分离效果好、操作简单易行、样品消耗量小以及可视化等优点。
（二）液相色谱液相色谱（Liquid chromatography）是一种通过化学亲和性、分子大小、极性与非极性等属性分离物质的分离技术。
常用的液相色谱有透析液相色谱、醚基、硅烷基、反相、离子交换、凝胶过滤等类型。
其中反相色谱在蛋白质分离中尤为重要，它基于不同蛋白质在疏水性基质表面的分配系数不同，以蛋白质的亲水性为基础进行分离。
二、蛋白质纯化技术蛋白质纯化是指在获得蛋白质的基础上，通过不同的纯化技术去除其中的杂质，得到纯度高的蛋白质分子。
蛋白质的纯化技术主要分为两类：非特异性纯化和特异性纯化。
（一）非特异性纯化非特异性纯化是指利用物理化学性质对样品进行分步纯化，将目标分子与混杂物质逐步分离开来的方法。
常用的非特异性纯化技术有盐析、凝胶过滤和透析等。
其中，盐析技术是常用的一种非特异性纯化技术，它利用富集目标蛋白质对盐的结合能力高于混杂蛋白质的特性，将混杂蛋白质和目标蛋白质分离。
（二）特异性纯化特异性纯化是指通过蛋白质与配体、抗体等生物学活性团之间的特异作用进行分离纯化的方法。
常用的特异性纯化技术包括亲和层析、免疫亲和层析等。
其中，亲和层析是一种重要的特异性纯化技术，它通过识别目标蛋白质与固定于固相材料上的亲和基团之间的特异性互作来分离纯化蛋白质。
蛋白质的分离、纯化
胰岛素的分离纯化
胰岛素是一种由胰腺分泌的激素， 具有降低血糖的作用。胰岛素的 分离纯化通常采用离子交换色谱
和结晶法。
胰岛素的分离纯化对于治疗糖尿 病具有重要意义。纯化的胰岛素 可以用于注射，帮助糖尿病患者
控制血糖水平。
在胰岛素的分离纯化过程中，需 要特别注意避免蛋白质的聚集和 变性，以确保产品的安全性和有
利用半透膜，根据不同物质之间的分 子大小和形状差异进行分离。
色谱分离
利用不同物质在固定相和流动相之间 的吸附、分配等作用力差异进行分离。
蛋白质的纯度鉴定
化学分析
电泳分析
利用蛋白质中的特定化学基团进行定量分 析，如测定氨基酸组成和序列、测定肽键 等。
利用不同蛋白质在电场中的迁移率差异进 行分离，再通过染色或放射自显影等技术 进行检测。
有机溶剂沉淀法
利用有机溶剂降低水的介电常数，使 蛋白质发生沉淀。常用的有机溶剂有 乙醇、丙酮等。
离心法
高速离心法
利用高速旋转产生的离心力使溶液中 的悬浮颗粒沉降，从而实现蛋白质的 分离。
超速离心法
在高速离心的基础上，利用密度梯度 离心技术，将不同密度的蛋白质进行 分离。
膜分离法
微滤
利用微孔滤膜，将溶液中的悬浮颗粒和微生物截留，从而实现蛋白质的分离。
蛋白质在水中的溶解度 受pH、离子强度、温度 等因素影响。不同蛋白 质具有不同的溶解度。
蛋白质的分离纯化方法
沉淀法
利用蛋白质的溶解度差异，通过改变 某些条件（如pH、离子强度、温度 等）使蛋白质沉淀析出。
离心分离
利用离心机的高速旋转产生的离心力， 根据不同物质之间的密度和沉降系数 差异进行分离。
膜分离
血红蛋白的分离纯化通常采用色谱技术，如凝胶过滤色谱和离子交换色谱。这些技术可以根据蛋白质 的大小、电荷和疏水性等性质进行分离。
分离提纯蛋白质的方法
分离提纯蛋白质的方法
分离和提纯蛋白质是生物学和生物化学研究中常见的技术方法，其目的是获得纯度高、结构完整的蛋白质样品，以便进行结构和功能研究。
下面介绍几种常见的蛋白质分离和纯化方法：
1. 离心分离法：利用离心力将不同密度的蛋白质分离开来。
该方法适用于分离不同分子量的蛋白质。
2. 溶液层析法：利用化学亲和性或物理特性将蛋白质分离开来。
常见的溶液层析法有离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析等。
3. 电泳法：将蛋白质样品置于电场中，根据蛋白质的电荷、分子量或等电点等特性，将蛋白质分离开来。
4. 超滤法：利用超滤膜的筛选作用将不同分子量的蛋白质分离开来。
该方法适用于提纯分子量较小的蛋白质。
5. 氯仿法：利用氯仿的亲油性和蛋白质的亲水性差异，将蛋白质从混合物中提取出来。
6. 水相萃取法：利用蛋白质在水相和有机相中亲和性不同，将蛋白质从混合物中萃取出来。
以上是常见的蛋白质分离和提纯方法，不同的方法适用于不同种类和不同性质的蛋白质。
在实际操作中，需要根据样品的特点选择合适的方法进行分离和提纯。
- 1 -。
分离提纯蛋白质的方法
分离提纯蛋白质的方法
分离和提纯蛋白质的常用方法包括蛋白质沉淀、凝胶过滤、离子交换层析、亲和层析、逆向相层析、尺寸排斥层析、高效液相色谱等。
1. 蛋白质沉淀：通过加入盐、有机溶剂或酸、碱等试剂，使蛋白质沉淀，然后通过离心将沉淀与其他杂质分离。
2. 凝胶过滤：利用分子量筛选作用将蛋白质与其他小分子杂质分离。
常用的凝胶过滤介质包括聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶等。
3. 离子交换层析：利用蛋白质表面的带电氨基酸残基与离子交换介质上的带电基团之间的静电吸附作用进行分离。
通过改变缓冲液的pH值和离子强度，可实现蛋白质与介质之间的亲和与解离。
4. 亲和层析：通过与特定亲和配体的结合，实现目标蛋白质与其他非特异性蛋白质分离。
常见的亲和配体包括金属离子、酶底物、抗体、受体等。
5. 逆向相层析：根据蛋白质在固定相（通常是疏水性）和移动相之间的亲疏水性差异进行分离。
通过改变溶剂的成分和温度，可以调节蛋白质的相互作用和分离程度。
6. 尺寸排斥层析：利用蛋白质的分子大小与填充剂的孔径之间的差异进行分离。
较大的蛋白质能够在填充剂孔径附近停滞，而较小的分子则可被填充剂穿过。
7. 高效液相色谱：是现代蛋白质分离和分析中最常用的技术之一。
通过改变流动相、填充剂和温度等参数，实现蛋白质的分离和纯化。
注意：在进行蛋白质的分离和提纯过程中，通常需要结合多种方法和步骤，以达到更高的纯度和纯化效果。
蛋白质的分离纯化方法
蛋白质的分离纯化方法2.1根据分子大小不同进行分离纯化蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。
根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。
透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。
透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。
超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。
这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。
它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。
由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。
所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。
当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。
例如,在从大米渣中提取蛋白质的实验中,加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后,再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离[3]。
使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。
常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。
可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。
密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白,得到的产品纯度高但产量偏低。
蒋辰等[6]通过比较不同密度梯度介质的分离效果,利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。
凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。
凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。
蛋白质的分离纯化
蛋白质的分离纯化一，蛋白质（包括酶）的提取大部分蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因些，可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。
（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。
分离纯化蛋白质的方法及原理
分离纯化蛋白质的方法及原理分离纯化蛋白质是生物化学和分子生物学研究中的重要步骤。
蛋白质的分离与纯化可以使我们更好地理解蛋白质的结构和功能，并为进一步的研究提供可靠的蛋白质样本。
下面将介绍一些常见的蛋白质分离和纯化方法及其原理。
1.存活细胞提取法：这种方法是从细胞中提取蛋白质。
先将细胞破碎，然后通过离心等手段去除细胞碎片和细胞器，留下蛋白质溶液。
使用该方法分离的蛋白质包括细胞质蛋白、细胞膜蛋白等。
2.柱层析法：柱层析法是一种广泛应用的蛋白质分离方法。
它主要依据蛋白质的性质（如分子质量、电荷、亲水性等）在各种填料（如离子交换、凝胶透析、亲和层析等）上的差异进行选择性分离。
原理是根据蛋白质与填料之间的相互作用，通过溶液通过填料层析柱时，不同蛋白质以不同速率在填料间扩散，并在填料内发生各种相互作用，从而实现蛋白质的分离。
该方法可同时分离多个蛋白质，并制备高纯度的蛋白质。
3.电泳法：电泳法是根据蛋白质在电场中的迁移速率、电荷性质和分子大小等特征进行分离的方法。
常见的电泳方法包括SDS-、等电聚焦电泳、二维电泳等。
其中，SDS-是最常用的蛋白质分离方法之一，它通过SDS（十二烷基硫酸钠）使蛋白质变成带负电荷的复合物，继而在电场作用下，按照蛋白质的分子质量大小进行分离。
4.超滤法：超滤法是根据不同分子量的蛋白质在超滤膜上的渗透性差异进行分离。
超滤分离可以根据孔隙的大小将不同分子量的蛋白质阻滞，有效地去除较小分子量的杂质，得到目标蛋白质的高纯度。
5.亲和层析法：亲和层析法是通过目标蛋白质与配体之间的特异性结合进行分离的方法。
配体可以是特定的抗体、金属离子、凝胶颗粒等。
原理是通过将配体共价结合到固定相上，然后将蛋白质样品溶液通过，使目标蛋白质与配体发生特异性结合，其他非特异性结合的蛋白质被洗脱，最后目标蛋白质被洗出。
6.上下层析法：上下层析法是一种根据沉降速度差异进行分离的方法。
利用离心过程中不同蛋白质溶液中蛋白质的不同沉降速度将蛋白质分离。
蛋白质的分离与纯化
蛋白质分离纯化的技术流程
蛋白质的分离：利用蛋白质的物理性质和化学性质进行分离，如离心、过滤、沉淀等。
蛋白质的纯化：通过一系列的层析技术、电泳技术等，将蛋白质从复杂的混合物中分离 出来，得到高纯度的蛋白质。
蛋白质的检测：利用蛋白质的生物活性或化学性质进行检测，如免疫分析、质谱分析等。
蛋白质的保存：将分离纯化后的蛋白质进行适当的保存，如低温、干燥等，以保持其生 物活性和稳定性。
蛋白质的稳定性和活性：在分离和纯化过程中，如何保持蛋白质的稳定性和活性是一个重要的问题。一些物理和化学因素可能会导致 蛋白质变性或失活，从而影响其结构和功能。
生物安全和伦理问题：在分离和纯化过程中，需要考虑生物安全和伦理问题。例如，某些病毒或细菌可能会污染蛋白质样 品，因此需要采取适当的措施来确保样品的安全性。同时，在研究过程中也需要遵守伦理规范，确保研究符合道德要求。
步骤：平衡、上 样、洗脱、再生
优点：分辨率高、 分离效果好
疏水相互作用色谱法
原理：利用蛋白质的疏水性差异进行分离
填料：疏水性配基附着在硅胶或琼脂糖颗粒上 操作条件：通过改变流动相的离子强度或极性，选择性地对蛋白质进行洗 脱 应用：适用于蛋白质的精细分离纯化，特别是那些具有强疏水性的蛋白质
亲和色谱法
蛋白质的分离技术
沉淀法
原理：通过改变蛋白质的溶解度或带电状态，使其从溶液中析出 方法：包括盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法等 优点：操作简单、成本低 缺点：可能会产生大量杂质，影响蛋白质的纯度
离心分离法
原理：利用离心机的高速旋转产生 的离心力使不同密度的蛋白质分离
优点：操作简便，分离效果好
在农业领域的应用
提高农产品品质和产量 培育抗逆性强的新品种 促进植物生长和发育 增强植物抗病虫害能力
蛋白质分离与纯化的方法
蛋白质分离与纯化的方法一、蛋白质的粗分离破碎细胞后，所得的蛋白质混合液中除含有目的蛋白质外，还含有其他蛋白质、脂类、多糖及核酸等成分，利用简易、快速的方法除去这些杂质即为蛋白质的粗分离。
(一)盐析法蛋白质在低盐浓度下其溶解度随盐浓度的增加而增加，此现象为盐溶。
但随着盐浓度的继续升高，蛋白质的溶解度又会以不同程度下降，并先后析出，此现象为盐析。
此现象是由于当水中加入少量盐类时，盐离子与水分子对蛋白质分子上的极性基团产生影响，使其溶解度增大。
但当盐浓度增加到一定程度时，蛋白质所带的电荷被大量中和，水化膜被破坏，分子间相互聚集，而发生沉淀析出。
因此，可根据不同蛋白质在一定浓度的盐溶液中溶解度降低的程度不同，而将各种蛋白质彼此分离。
常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。
(二)有机溶剂分段沉淀法通过有机溶剂降低溶液的介电常数，破坏蛋白质的水化膜，导致溶解度的降低而发生沉淀析出，利用不同蛋白质在不同浓度的有机溶剂中的溶解度存在差异而分离的方法，称为有机溶剂分段沉淀法。
常用的有机溶剂有乙醇、丙酮、甲醇等。
(三)超速离心法超速离心法是利用物质的沉降系数、质量浮力等方面的差异，用强离心力使其分离的技术。
蛋白质在高达5000kg的重力作用下，在溶液中逐渐沉淀，直至其浮力与离心所产生的力相等，才停止沉降。
不同蛋白质其密度与形态各不相同，故应用离心的方法可将它们分开。
二、蛋白质的细分离待提纯的样品经过破碎及粗分离后，还难以达到纯品的要求时，则需进一步对其进行纯化处理。
(一)透析法利用蛋白质不能通过半透膜这一性质将大分子量蛋白质与小分子量化合物分开。
用具有超小微孔的膜制成透析袋，微孔可允许分子量为10000以下的化合物通过。
将蛋白质混合物装入袋中，再置于水中，则小分子物质如矿物质(无机盐)、单糖等可透过薄膜，不断更换袋外的水，可把袋内小分子物质全部去尽。
如在袋外放吸水剂，同时还可将袋内的水分去尽。
(二)层析法1.凝胶过滤层析凝胶过滤层析又称分子筛层析，是利用分子量的差异使物质彼此分离的方法。
分离提纯蛋白质的方法
分离提纯蛋白质的方法蛋白质是生物体中最重要的一类大分子，拥有复杂的空间构型和多种多样的生物学功能。
因此，分离和提纯蛋白质是生化学、生物学、医学等领域中十分重要的研究方向。
本文将介绍几种分离和提纯蛋白质的方法。
1. 溶液分离法这种方法是将蛋白质与其它组分分离的最常用方法之一。
基于蛋白质在不同的溶液中具有不同的溶解特性，通过调整不同的参数（如pH值、盐浓度、温度等），可使蛋白质在不同的溶液中分离出来。
一些分离器材（如酒精精制机等）也可基于这种原理实现蛋白质的分离。
2. 酸碱沉淀法这种方法仅适用于有位置离子的蛋白质。
通过改变pH值，使得蛋白质的带电量发生改变，以达到分离的目的。
比如，当 pH值为5.2 时，血清白蛋白呈现同样的悬浮液，而γ-球蛋白则可被沉淀。
3. 层析法层析法是蛋白质纯化的经典方法之一，也是最常用的方法之一。
通常使用各种不同的固定相，如酸性树脂和阳性树脂等，将蛋白质按照大小、电荷、亲和性等属性进行分离。
具体的方法包括：大小层析、离子交换层析、亲和层析等。
4. 电泳法电泳法是一种基于蛋白质的电性质的分离方法，也是最为常用的方法之一。
通常使用聚丙烯酰胺凝胶电泳、Page电泳等不同的电泳技术进行分离。
这些技术均可将蛋白质分离出来，且分离效果非常好。
5. 结晶法结晶法指利用蛋白质本身的结晶特性进行纯化的方法。
该方法通常需要调整温度、pH值、盐浓度等多种因素条件，以促进蛋白质的结晶。
通过小分子结晶和大分子结晶等不同的方法将蛋白质分离出来。
本文介绍了几种分离和提纯蛋白质的方法，每一种方法都有其优缺点，选择何种方法需要根据具体情况而定。
在实际操作中，有时候也需要采用多种方法进行联合使用，以达到更好的分离效果。
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溶液中加入一定量的中性盐如[NH4]2SO4 A 由于 [NH4]2SO4的亲水性比蛋白质亲水性大，能与大 量的水分子结合，使蛋白质表面水膜退化、消失； B [NH4]2SO4解离，中和了蛋白质颗粒所带的电荷，破 坏蛋白质表面电荷层而沉淀析出
（二）有机溶剂沉淀蛋白质： • 凡能与水以任意比例混合的有机溶剂， 如乙醇、甲醇、丙酮等，均可用于沉淀 蛋白质。 • 沉淀原理是：① 脱水作用；② 使水的 介电常数降低，蛋白质溶解度降低。 • 为了防止蛋白质在分离过程中发生变性， 有机溶剂浓度不能太高 (30%-50%) ，而且 需要在低温条件下进行。
Ion exchange chromatography 离子交换层析（2）
Ion exchange chromatography 离子交 换层析（3）
Ion-exchange chromatography exploits differences in the sign and magnitude of the net electric charges of proteins at a given pH. The column matrix is a synthetic polymer containing bound charged groups; those with bound anionic groups are called cation exchangers, and those with bound cationic groups are called anion exchangers. Ion-exchange chromatography on a cation exchanger is shown here. The affinity of each protein for the charged groups on the column is affected by the pH (which determines the ionization state of the molecule) and the concentration of competing free salt ions in the surrounding solution. Separation can be optimized by gradually changing the pH and/or salt concentration of the mobile phase so as to create a pH or salt gradient.
Gel filtration chromatography 凝胶过滤层析 （4）
• 测定分子量的原理和方法 物质分子的分子量大小与洗脱体积(Ve)有关, 反过来可根据某物质的Ve或Ve/V0推测出其分子 量。 1）制作标准曲线 2）待测样品过柱或 与标准物质混合过柱。 测定其Ve和V0值。 查标准曲线。
Stabilization of proteins 蛋白质的稳定
• 防止蛋白质变性或失活。 • 措施： 1）缓冲pH； 2）低温；<250C,一般40C; 3) 加蛋白酶抑制剂;
Assay of proteins 蛋白质的检测
• 纯化过程中,不断检测目的蛋白质的存在和 纯度变化。 酶：检测其催化产生的产物。 非酶蛋白质：检测其生物学效应，如抗原抗 体反应。
（一）盐析：
•在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的 胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出，称为盐析。 •依据：大多数蛋白质在高盐浓度时溶解度降低。 • 盐析对样品有浓缩作用。
• • • •
常用的中性盐有：硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。 盐析时，溶液的pH在蛋白质的等电点处效果最好。 盐析沉淀蛋白质时，通常不会引起蛋白质的变性。 分段盐析： 半饱和硫酸铵溶液可沉淀血浆球蛋白，而饱和硫 酸铵溶液可沉淀血浆清蛋白。
• 凝胶过滤层析(分子排阻层析，分子筛层析): 以具有 分子筛效应的颗粒状多孔网状物质为支持物,根据分 子大小和形状不同分离物质的技术。 • 基本原理：大的分子不能进入多孔凝胶颗粒内部，从 颗粒间隙穿过，行程短，被先洗脱下来；较小的分 子可以进入凝胶颗粒内部，路径迂回曲折，行程长， 后洗脱下来。
Size-exclusion chromatography, also called gel filtration, separates proteins according to size. The column matrix is a cross-linked polymer with pores of selected size. Larger proteins migrate faster than smaller ones, because they are too large to enter the pores in the beads and hence take a more direct route through the column. The smaller proteins enter the pores and
Ion exchange chromatography 离子交换层析（4）
• 举例：
现有一蛋白质混合物（甲，pI=5.5; 乙, pI=7.2; 丙, pI=8.0）。拟用阳离子交换柱层析 分离，且在pH6.5的条件下上样。试预测交换吸 附的情况。若用NaCl梯度或pH梯度洗脱，请预测 洗脱顺序。 1) pH6.5时, 甲-,不交换; 乙+,丙+,交换; 2)盐梯度洗脱时, 乙+的净正电荷较少(或正电 荷密度较小),结合较松，先洗脱下来。丙+的净正 电荷较多，结合较紧，后洗脱下来。 3）pH梯度洗脱时，乙仍先洗脱下来，因为洗 脱液pH从6.5不断往上升时,最先达到乙的pI,使其 净电荷为零,从而解吸附。
Affinity chromatography 亲和层析（1）
•亲和层析：利用蛋白质与配体的特配体（ligand）：能被生物大分子识别并与 之结合的原子、原子团和分子。 • 基本原理和操作 1）将配体共价结合于惰性多孔载体上（即 固定化）；灌装制成亲和层析柱。 2）让蛋白质混合物流经层析柱，使目的蛋 白与配体结合。用缓冲液充分流洗，洗去不 结合和非特异结合的杂蛋白。
（三）层析：
• 层析（ chromatography) 是一种利用混合
物中各组分理化性质的差异，在相互接触
的两相（固定相与流动相）之间的分布不
同而进行分离分析的技术方法。
• 主要的层析技术有离子交换层析，凝胶层
析，吸附层析及亲和层析等。
Gel filtration chromatography 凝胶过滤层析（1）
蛋白质的分离与纯化
纯化目的: 研究其结构、组成、性质和功能等。 纯化方法的依据：蛋白质的基本性质
1）溶解性：盐析等。 2）分子大小和形状：凝胶过滤（分子筛过滤）， 透析，超离心，超滤等。 3）电荷（酸碱性质）：电泳，离子交换层析，等 电聚焦等。 4）吸附性质：吸附层析，疏水互作层析。 5）特异结合亲和性：亲和层析。
The proteins retained on the column are those that bind specifically to a ligand cross-linked to the beads. (In biochemistry, the term “ligand” is used to refer to a group or molecule that binds to a macromolecule such as a protein.) After proteins that do not bind to the ligand are washed through the column, the bound protein of particular interest is eluted (washed out of the column) by a solution containing free ligand.
A modern refinement in chromatographic methods is HPLC, or high-performance liquid chromatography. HPLC makes use of high-pressure pumps that speed the movement of the protein molecules down the column, as well as higher-quality chromatographic materials that can withstand the crushing force of the pressurized flow. By reducing the transit time on the column, HPLC can limit diffusional spreading of protein bands and thus greatly improve resolution.
are slowed by their more labyrinthine path through the column.
Gel filtration chromatography 凝胶过滤层析（2）
•
几个重要参数: 某一溶质组分的洗脱体积:Ve 凝胶床总体积: Vt 凝胶自身的体积: Vm 颗粒内部的水体积(内水体积): Vi 颗粒外的水体积(外水体积): V0 四者关系: Vt =Vm+Vi+V0
• 有的方法利用了蛋白质几个方面的性质。 • 一般要连续采用多种方法才能达到纯化的目的。
Selection of protein source 蛋白质原料的 选择
• 选含“目的”蛋白多的原料。 • 选来源广、容易得到的原料。 • 用重组DNA技术（recombinant DNA technique） 获得大量稀有蛋白质。