血红蛋白的提取与分离
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白的分离和提取是一个复杂却又充满魅力的过程。
它不仅关乎科学，也与生命息息相关。
想象一下，血液中那闪烁的红色，仿佛在诉说着每一个细胞的故事。
血红蛋白，作为携氧的英雄，承担着生命的重任。
在这个过程中，首先要明确分离的目标。
你得知道，血红蛋白的结构并不是简单的。
它是由四个亚基构成的，每个亚基都有自己的个性。
比如，α亚基和β亚基之间的相互作用，就像朋友间的默契，缺一不可。
分离时，采用的方法多种多样，比如盐析、透析和色谱技术等。
盐析是个经典手法。
它就像是聚会时的筛子，把不必要的“嘉宾”排除在外。
加入盐后，蛋白质的溶解度变化，最终分离出你想要的血红蛋白。
接着透析，简单来说，就是用半透膜把小分子杂质过滤掉。
想象一下，你在海边捞水，想把沙子留在外面，只让清水流进桶里。
再来就是色谱技术，真的是个科学的魔法。
根据分子大小和亲和力，血红蛋白会在色谱柱中“走出”不同的轨迹。
你只需耐心等待，最终就能得到纯净的血红蛋白。
每一步都需要细致的观察和实验者的直觉，心态要稳。
接下来，提取的步骤也很重要。
提取后，血红蛋白会被溶解在缓冲液中。
这个缓冲液就像是血红蛋白的家，让它保持稳定。
记得在这一过程中，要控制好温度和pH值。
过高的温度会让血红蛋白变性，就像你把冰淇淋放在阳光下，瞬间化为一滩水。
从分离到提取，这一系列的操作需要技巧。
你得时刻保持警觉，观察每一个变化。
哪怕是微小的细节，都可能决定最终的结果。
每一个实验都是一次新发现，充满了期待和惊喜。
最后，谈谈收获。
提取到的血红蛋白可以用于多种研究，甚至是临床应用。
它帮助我们理解许多疾病，像贫血或氧合能力不足等。
科学的探索如同一场旅程，虽然艰辛，却能收获无数的知识和感动。
总之，血红蛋白的分离和提取是一个充满挑战的过程。
它需要耐心、技巧和对科学的热爱。
每一步都透着生命的力量。
通过这一过程，我们不仅了解了血红蛋白的奥秘，也感受到了科学的美妙与神奇。
探索的旅程从未止步，期待着下一次的发现与启迪。
人教版高中生物选修1 5.3血红蛋白的提取和分离
（四）血红蛋白
水分
血浆蛋白
血
血浆 固体物质
无机盐 磷脂
液
白细胞 葡萄糖等
血细胞
血小板
两条a－肽链
红细胞 （最多）
血红 蛋白 两条β一肽链
（ 90％ ） 共四条肽链
二、实验操作 （一）样品处理及粗分离
1.洗涤红细胞
思考：洗涤的目的是什么？ 洗涤过程：
3g柠檬酸钠
吸出血浆 5倍体积生理盐水
血液 100mL
凝胶色谱法 凝胶电泳法
(一)凝胶色谱法
（1）原理 大分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快； 小分子穿过多孔凝胶颗粒的内部，路程长，流动慢。 （2）材料
多孔性的多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。 （3）分离过程
混合物 洗 大分子流动快 收 集 收 集 上 柱 脱 小分子流动慢 大分子 小分子
洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质 分子的差速流动。
凝胶色谱法分离蛋白质的原理
（二）缓冲溶液 缓冲溶液－－洗脱剂 组成：
由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成。 如H2CO3/NaHCO3，醋酸/醋酸钠，NaH2PO4/Na2HPO4等
配制：
调节缓冲剂的比例，可配制不同pH的缓冲液。
作用：
抵制外界酸碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。
在血红蛋白整个实验室中用的 缓冲液是磷酸缓冲液，目的是利用 缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证 血红蛋白的正常结构和功能，便于 观察（红色）和材料的科学研究 （活性）。
低速离心 2 min
血浆 红细胞 红细胞
搅拌10min
重复洗涤3次，直至上清液没有黄色
2.释放血红蛋白
阅读思考： 1. 释放血红蛋白过程中，在洗涤好的红细胞加入
《血红蛋白的提取和分离》 讲义
《血红蛋白的提取和分离》讲义一、血红蛋白的简介血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质，存在于红细胞中。
它使得血液呈现红色，并且在氧气的运输和二氧化碳的排放过程中发挥着至关重要的作用。
血红蛋白由珠蛋白和血红素组成。
珠蛋白部分有四条多肽链，每条多肽链与一个血红素分子相连，形成了具有四级结构的蛋白质。
其分子结构的特点决定了它能够与氧气可逆性结合，从而实现氧气在体内的运输。
了解血红蛋白的基本结构和功能，对于我们进行其提取和分离的实验具有重要的指导意义。
二、实验材料和设备1、实验材料新鲜的猪血（或其他富含血红蛋白的动物血液）、磷酸缓冲液、生理盐水、蒸馏水等。
2、实验设备离心机、透析袋、电泳仪、层析柱、移液器、磁力搅拌器、分光光度计等。
三、血红蛋白提取和分离的原理1、提取原理血红蛋白在不同的溶液中溶解度不同。
通过向血液中加入一定量的低浓度盐溶液，如磷酸缓冲液，可以使血红蛋白从红细胞中释放出来，进入溶液中。
2、分离原理（1）离心分离：利用离心机旋转产生的离心力，使不同密度的物质分层，从而将血红蛋白溶液与其他杂质分离。
（2）凝胶过滤层析：根据蛋白质分子大小的不同进行分离。
层析柱内填充有特定的凝胶颗粒，大分子蛋白质无法进入凝胶颗粒内部，因而先被洗脱出来；小分子蛋白质则能进入凝胶颗粒内部，后被洗脱出来。
（3）电泳分离：在电场的作用下，带电粒子会向与其所带电荷相反的电极移动。
由于不同蛋白质所带电荷的性质和数量不同，它们在电场中的移动速度也不同，从而实现分离。
四、血红蛋白提取的步骤1、红细胞的洗涤采集新鲜的血液，加入适量的生理盐水进行稀释。
然后将血液缓慢倒入离心管中，以一定的转速离心一段时间。
离心后，上层为血浆，下层为红细胞。
去除上层的血浆，再加入生理盐水，重复离心操作，直至上清液不再呈现黄色，以洗净红细胞中的血浆蛋白等杂质。
2、血红蛋白的释放向洗净的红细胞中加入一定量的低浓度磷酸缓冲液，在磁力搅拌器上充分搅拌，使红细胞破裂，释放出血红蛋白。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是一种存在于红细胞中的重要蛋白质，它负责运输氧气到身体的各个部位。
对于血红蛋白的分离和提取，无论是在医学研究、疾病诊断还是生物技术领域，都具有重要的意义。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先需要了解它的基本性质。
血红蛋白由珠蛋白和血红素组成，相对分子质量约为 64500，等电点在 7 左右。
准备工作是必不可少的。
我们需要新鲜的血液样本，通常可以从健康的志愿者或者实验动物身上获取。
采集到血液后，要尽快进行处理，以防止血红蛋白的变性和降解。
第一步是红细胞的分离。
将采集到的血液加入抗凝剂，如肝素或柠檬酸钠，然后通过离心的方法，将红细胞从血浆中分离出来。
离心的速度和时间需要根据具体情况进行调整，一般来说，以较低的转速离心一段时间，就可以使红细胞沉淀在离心管的底部。
得到红细胞后，接下来就是裂解红细胞以释放出血红蛋白。
常用的方法是低渗裂解法，将红细胞置于低渗溶液中，如蒸馏水，红细胞会因为吸水而膨胀破裂，释放出其中的内容物，包括血红蛋白。
然后是去除杂质。
裂解后的溶液中含有大量的其他细胞成分和杂质，需要通过过滤、离心等方法进行去除。
例如，可以再次离心，使较大的细胞碎片沉淀下来，然后取上清液。
接下来就是血红蛋白的初步分离。
常用的方法有盐析法。
向溶液中逐渐加入适量的中性盐，如硫酸铵，随着盐浓度的增加，蛋白质的溶解度会逐渐降低而沉淀出来。
不同的蛋白质在不同的盐浓度下沉淀，通过控制盐的浓度，可以初步分离出血红蛋白。
经过初步分离后，还需要进一步的纯化。
层析法是常用的手段之一。
比如凝胶过滤层析，根据蛋白质分子大小的不同进行分离；离子交换层析，依据蛋白质的带电性质差异来分离。
在分离和提取的过程中，要始终注意保持适当的温度、pH 值等条件。
温度过高或过低、pH 值不适宜都可能导致血红蛋白的变性和失活。
另外，实验过程中的操作要规范、细致，尽量减少人为因素造成的误差和损失。
例如，在转移溶液时要避免洒出，使用的仪器要经过严格的清洗和消毒。
血红蛋白的提取和分离
血红蛋白的提取和分离1．蛋白质的分离方法(1)原理：蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。
(2)分离方法：①凝胶色谱法也称做分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
②电泳法：电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。
常用的电泳方法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
2．实例——血红蛋白的提取和分离(1)样品处理与粗分离(2)纯化与纯度鉴定血红蛋白提取与分离中历次“除杂质”或“分离”的原理(1)凝胶色谱法：相对分子质量较大的分子先流出，分子质量较小的后流出，依此可对血红蛋白进行分离和纯化。
(2)透析法：利用透析袋只允许小分子透出的原理，去除小分子杂质，透析可实现对血红蛋白的“粗分离”。
(3)电泳法：利用分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。
即不清楚血红蛋白释放时蒸馏水和甲苯的作用红细胞中依次加入蒸馏水和甲苯的作用：加入蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破；甲苯溶解细胞膜，从而使血红蛋白释放出来。
【练一练】血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2和部分CO2的运输。
请根据血红蛋白的提取和分离过程回答以下问题：(1)将上述实验流程补充完整：A为____________，B为_____________。
(2)洗涤红细胞的目的是去除____________；红细胞洗涤干净的标志是__________________。
释放血红蛋白的过程中起作用的试剂是__________________。
(3)在B过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是_____________________________________________。
在蛋白质分离过程中，如果红色区带___________________________，说明色谱柱制作成功。
血红蛋白的提取与分离
血红蛋白的提取与分离血红蛋白是一种蛋白质，在红细胞中起着重要的运输氧气的作用。
血红蛋白结构复杂，可通过一系列的步骤进行提取和分离。
这篇文章将介绍血红蛋白的提取和分离过程。
1. 血红蛋白的提取血红蛋白的提取过程包括以下步骤：1.1 血液采集首先需要从供血者身体中采集血液。
在采集血液时需要使用无菌器材严格遵守卫生规范。
血液可以采用多种方式进行采集，如静脉采血或分离血浆和细胞等。
1.2 红细胞的分离红细胞是血液中含有血红蛋白的细胞，因此需要将其与其他细胞分离。
在现代分离技术中，离心、红细胞沉降法和滤纸法等都常用来分离红细胞。
1.3 血红蛋白的裂解在裂解血红蛋白之前，需要将红细胞中的膜蛋白和其他组分去除。
这个步骤可以通过再次采用离心、收集上清液的方式实现。
在获得裂解所需的含血红蛋白物质后，可以按照裂解液的pH值或添加特殊的裂解试剂来进行裂解。
1.4 血红蛋白的提取经过裂解后的血红蛋白可用于纯化和分离。
可以通过离心分离、色谱分离、电泳分离等方法来提取和分离血红蛋白。
2. 血红蛋白的分离对血红蛋白的分离过程包括以下步骤：2.1 血红蛋白的纯化纯化是分离血红蛋白的关键步骤，其目的是去除其他干扰因素，纯化血红蛋白。
可采用离心、柱层析、凝胶过滤等技术来实现血红蛋白的纯化。
2.2 血红蛋白的检测将提取和纯化得到的血红蛋白进行检测，以确保获得的血红蛋白的纯度。
检测过程中可以采用紫外吸收光谱法、电泳法等方法进行检测。
3.血红蛋白的提取和分离是一项关键的技术，在医疗和科研领域得到了广泛的应用。
这些步骤通常需要复杂的实验流程和严谨的实验技术，因此需要实验人员在实验过程中严格遵守相关的操作规范和安全注意事项，以确保实验的准确性和安全性。
血红蛋白的提取和分离
注意：
1、液面不要低于凝胶表面，否则可能有气泡 混入，影响液体在柱内的流动与最终生物大分 子物质的分离效果
2、不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象
装 配 好 的 凝 胶 柱
④洗脱 收集得到的纯化后的蛋白
小心加入pH为7的20mmol/l的磷酸缓冲液到适当高度， 连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口进行洗脱
⑤收集：
待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液， 每5ml一试管，连续收集（在分离过程中，如果红色区带 均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功）
收集得到的纯 化后的蛋白
显看到试管中的溶液分为4层，
其中第3层是
（
C）
A无色透明的甲苯层 B脂溶性物质的沉淀层
C血红蛋白的水溶液 D其他杂质的暗红色沉淀物
③用于制备分离胶和浓缩胶的Tris缓冲液
④ TEMED ：作用通过催化过硫酸铵形成自 由基而加速丙烯酰胺与双丙烯酰胺的聚合
⑤用去离子水配制10% 过硫酸铵：作用提供 驱动丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自 由基。此溶液须配制新鲜液
2、原理
①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都 具有可解离的基团，在一定的PH下，这些基 团会带上正电或负电 ②在电场的作用下，这些带电分子会向着与其 所带电荷相反的电极移动
③电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的 差异以及分子本身的大小，形状的不同使带电分 子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分 子的分离
③分离
用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗 中静置片刻后，分出下层的红色透明液体
④粗分离—透析
血红蛋白提取和分离的四步
血红蛋白提取和分离的四步血红蛋白是存在于人类血液中的一种重要蛋白质，它承担着将氧气从肺部输送到身体各个组织和器官的重要功能。
因此，对血红蛋白的提取和分离具有重要的生物学意义和医学应用前景。
接下来将介绍血红蛋白提取和分离的四个步骤。
第一步：血样采集首先需要采集含有血红蛋白的血样。
一般来说，静脉采血是最常用的方法。
在采集血样之前，需要确保采血器具干净无菌，以避免外部微生物的污染。
同时，还要确保采集到的血样足够新鲜，以保证血红蛋白的活性和稳定性。
第二步：红细胞裂解将采集到的血样进行红细胞裂解，将红细胞膜破坏，释放血红蛋白。
一般可以使用生理盐水等溶液进行红细胞裂解。
在裂解的过程中，需要注意温度和pH值的控制，以确保血红蛋白的完整性和稳定性。
第三步：血红蛋白提取在红细胞裂解后，血液中的血红蛋白被释放出来，需要进行进一步的提取。
常用的提取方法包括离心、凝胶过滤、离子交换层析等。
通过这些方法，可以将血红蛋白从其他蛋白质和杂质中分离出来，得到比较纯净的血红蛋白样品。
第四步：血红蛋白分离最后一步是对提取到的血红蛋白进行分离。
根据血红蛋白的性质和不同的应用需求，可以选择不同的分离方法。
例如，可以利用凝胶电泳、高效液相色谱等技术对血红蛋白进行分离和纯化。
通过这些方法，可以得到高纯度的血红蛋白样品，为后续的研究和应用提供基础。
通过以上四个步骤，我们可以完成血红蛋白的提取和分离工作。
这些工作不仅有助于深入了解血红蛋白的生物学功能和结构特性，还为相关疾病的诊断和治疗提供了重要的基础。
希望在未来的研究中，可以进一步完善血红蛋白提取和分离的技术，为人类健康事业做出更大的贡献。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是人体内一种极其重要的蛋白质，负责运输氧气到身体的各个部位。
对血红蛋白的分离和提取，不仅有助于我们深入了解其结构和功能，还在医学诊断、疾病研究以及生物制药等领域具有重要意义。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先得准备好相应的材料和试剂。
新鲜的血液是必不可少的，通常可以从健康的志愿者或动物身上获取。
此外，还需要一系列的化学试剂，如磷酸盐缓冲液、生理盐水、抗凝剂等等，以及各种实验仪器，如离心机、分光光度计、电泳设备等。
在实际操作中，第一步是采集血液样本。
为了防止血液凝固，需要在采集过程中加入适当的抗凝剂。
采集后的血液要尽快进行处理，以保证血红蛋白的活性和完整性。
接下来就是红细胞的分离。
这通常通过离心的方法实现。
将采集到的血液放入离心机中，以适当的转速和时间进行离心。
由于红细胞的密度较大，会沉淀在离心管的底部，而上层则是血浆和白细胞等成分。
小心地吸取上层液体，留下沉淀的红细胞。
然后，对红细胞进行裂解，以释放出其中的血红蛋白。
这可以通过加入低渗溶液来实现。
低渗溶液会使红细胞的细胞膜破裂，从而释放出细胞内的物质，包括血红蛋白。
裂解后的混合物中含有大量的杂质，需要进一步的纯化处理。
纯化血红蛋白的方法有多种，常见的有盐析法、凝胶过滤法和离子交换层析法等。
盐析法是利用不同蛋白质在不同盐浓度下溶解度的差异，来分离和纯化蛋白质。
在血红蛋白的纯化中，可以逐渐增加盐的浓度，使其他杂质蛋白沉淀，而血红蛋白则留在溶液中。
凝胶过滤法是根据蛋白质分子大小的不同来进行分离的。
将裂解后的混合物通过装有特定凝胶的层析柱，大分子的蛋白质先被洗脱出来，小分子的则后洗脱，从而实现血红蛋白与其他小分子杂质的分离。
离子交换层析法则是基于蛋白质的带电性质进行分离。
选择合适的离子交换树脂，使血红蛋白能够与树脂结合，而其他杂质蛋白则不结合或结合较弱。
通过改变洗脱液的离子强度或 pH 值，将血红蛋白洗脱下来，达到纯化的目的。
在整个分离和提取过程中，每一步操作都需要严格控制条件，如温度、pH 值、离子强度等，以确保血红蛋白的活性和纯度。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取在探索血红蛋白的分离和提取时，我们仿佛打开了一扇通往生命奥秘的大门。
血红蛋白，这个在我们体内默默工作的英雄，负责运送氧气，维持生命的火焰。
今天，我们就来深入探讨一下，如何从头到尾把它分离出来。
首先，了解血红蛋白的基本结构很重要。
它由四个亚基构成，每个亚基里都有一个铁离子，正是这个小小的铁离子让血红蛋白有了“吸氧”的能力。
嘿，想想看，这铁可是血液的灵魂。
我们提取它的第一步就是要把这些亚基给分开。
通常，我们使用盐析法。
这是一种古老却有效的方法。
简单来说，就是用不同浓度的盐水，使血液中的蛋白质沉淀下来。
盐的浓度高了，蛋白质就沉底了。
这个过程像是在筛选出珍珠，越是纯粹的成分，越容易浮出水面。
接下来，我们要进行离心。
听起来挺高大上的，其实就是把样品放进一个高速旋转的机器里。
你可以想象一下，像个旋转的过山车。
这样，重的成分会被甩到底部，而轻的成分则会悬浮在上面。
经过几轮离心，我们就能获得较为纯净的血红蛋白。
这一步确实需要耐心，毕竟急于求成可不行。
接着，我们还可以使用层析法。
这种方法就像在看一场精彩的魔术表演。
通过使用不同的色谱柱，血红蛋白会被分成不同的成分，层层剥离，最终呈现出它的真面目。
我们可以使用亲和层析或者离子交换层析，具体选择哪种方法，得看实际情况和目标而定。
无论怎样，成功提取的瞬间总是令人兴奋。
之后，我们必须验证提取的血红蛋白是否有效。
通常，我们会用紫外光谱法来测量它的吸收光谱，确保其波长符合标准。
这可不是马虎的事，稍有不慎，可能会错失重要的实验数据。
检查后，如果一切正常，那就可以进行后续的研究或应用了。
在这个过程中，温度和pH值的控制同样至关重要。
想想看，如果温度过高，蛋白质就会变性，失去活性。
这就像一朵美丽的花，失去了阳光和水分，最终枯萎。
保持适宜的环境条件，才能让我们的血红蛋白焕发活力。
总结来说，血红蛋白的分离和提取是一门复杂却充满乐趣的科学。
每一个环节都需要细致入微的操作，绝不能掉以轻心。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是一种在红细胞中负责运输氧气的重要蛋白质。
对于血红蛋白的分离和提取，这不仅在生物化学和医学研究中具有重要意义，也在临床诊断和治疗中发挥着关键作用。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先需要准备合适的材料。
通常，我们会选择新鲜的血液作为起始原料。
为了避免血液凝固，会在采集血液的过程中加入适当的抗凝剂，比如肝素或柠檬酸钠。
接下来就是红细胞的分离。
这一步可以通过离心的方法来实现。
将采集到的血液放入离心机中，以一定的转速和时间进行离心。
由于红细胞的比重较大，经过离心后，它们会沉淀在离心管的底部，而血浆和白细胞等则位于上层。
然后，小心地吸取上层的血浆和白细胞，留下底部的红细胞。
得到红细胞后，下一步就是破坏红细胞以释放出其中的血红蛋白。
常用的方法是低渗裂解法。
将红细胞置于低渗溶液中，由于细胞内外的渗透压差异，红细胞会膨胀并破裂，从而释放出细胞内的血红蛋白。
然后是去除杂质。
这其中包括细胞膜碎片、其他细胞内的蛋白质和核酸等。
可以通过再次离心的方式，将杂质沉淀下来，而上清液中则含有较纯的血红蛋白。
在分离和提取血红蛋白的过程中，还需要用到一些特殊的试剂和设备。
例如，为了保持蛋白质的活性和稳定性，可能会使用缓冲溶液来控制反应体系的酸碱度和离子强度。
常见的缓冲溶液有磷酸盐缓冲液、TrisHCl 缓冲液等。
同时，还可能会用到层析技术来进一步纯化血红蛋白。
层析技术有多种类型，如凝胶过滤层析、离子交换层析和亲和层析等。
凝胶过滤层析是根据蛋白质分子大小的不同进行分离；离子交换层析则是利用蛋白质所带电荷的差异；亲和层析则是基于蛋白质与特定配体之间的特异性结合。
在进行凝胶过滤层析时，将含有血红蛋白的样品加到填充有特定凝胶颗粒的层析柱上。
较小的分子能够进入凝胶颗粒内部的孔隙，而较大的分子则被排除在外，从而实现分离。
离子交换层析则是根据血红蛋白的带电性质进行分离。
层析柱中填充的离子交换剂带有特定的电荷，当带有相反电荷的血红蛋白通过层析柱时，会与离子交换剂结合。
血红蛋白的分离和提取
02
血红蛋白分离和提取的方 法
离心法
要点一
总结词
离心法是一种利用离心力分离不同密度物质的方法，常用 于血红蛋白的分离和提取。
要点二
详细描述
离心法的基本原理是利用不同物质在离心场中的沉降速度 不同而实现分离。在血红蛋白的分离中，通常将红细胞悬 浮液置于离心管中，在高速离心机中以一定速度旋转，红 细胞由于密度较大而沉降到底部，上清液即为去除了红细 胞的血浆，而红细胞中包含大量的血红蛋白，因此通过离 心法可以获得较为纯净的血红蛋白。
子交换剂表面的离子进行可逆交换，从而实现血红蛋白与其他杂质的分离。
亲和层析法
• 总结词：亲和层析法是一种利用生物分子间的特异性亲和力进行分离的
方法，常用于血红蛋白的分离和提取。
• 详细描述：亲和层析法的原理是利用生物分子间的特异性亲和力将目标分子吸附在固定相上，通过改变洗脱液的组成将 目标分子从固定相上洗脱下来而实现分离。在血红蛋白的分离中，常用的亲和层析方法为铁结合亲和层析和珠蛋白亲和 层析。铁结合亲和层析是利用血红蛋白与铁离子之间的特异性亲和力将血红蛋白吸附在固定相上，通过改变洗脱液的组 成将血红蛋白从固定相上洗脱下来。珠蛋白亲和层析是利用珠蛋白与血红蛋白之间的特异性亲和力将血红蛋白吸附在固 定相上，通过改变洗脱液的组成将血红蛋白从固定相上洗脱下来。
血红蛋白具有低免疫原性和良好的携氧能力，可以作为药物载体用于药物传递和靶向治疗，提高药物的疗效和降 低副作用。
血红蛋白在生物材料中的应用
血红蛋白作为一种生物材料，具有优良的生物相容性和可降解性，可以用于制备人工器官、组织工程和生物材料 等。
05
血红蛋白分离和提取的展 望
新技术的研发和应用
01
02
血红蛋白的提取与分离
解决方案：开发新 型分离纯化技术， 提高分离纯度和收 率，降低成本
发展趋势：利用基 因工程技术改造血 红蛋白，提高其稳 定性和功能性
未来展望：血红蛋白 提取与分离技术将更 加成熟和高效，为生 物医学领域的发展提 供有力支持
技术改进：不断优 化提取和分离技术， 提高血红蛋白的纯 度和产量。
新技术的应用：利用 新兴技术如基因工程、 蛋白质工程等，实现 血红蛋白的定向生产 和分离纯化。
高效液相色谱法：结合了经典液相色谱和气相色谱的原理，利用吸附、分配、离子交换等原理进行分离
分离纯化的目的：去除杂质，获得高纯度的血红蛋白
分离纯化的原理：利用不同物质在介质中的溶解度、吸附性、渗透压等性质进行分离
分离纯化的方法：包括沉淀法、色谱法、电泳法等 分离纯化的流程：包括粗分离、纯化、精制等步骤
添加标题
血红蛋白的分离纯化：通过分 离纯化技术，可以从生物样本 中提取出高纯度的血红蛋白， 用于生物医学研究和治疗。
添加标题
血红蛋白在药物输送方面的应用： 血红蛋白可以作为药物输送载体， 将药物输送到病变部位，提高药 物的疗效并降低副作用。
添加标题
血红蛋白在血液替代品方面的应 用：血红蛋白可以作为血液替代 品，用于输血治疗，缓解血液短 缺问题，并避免异体输血可能引 发的免疫反应。
血红蛋白在医疗领域的应用：血红蛋白具有携氧能力，可用于治疗某些缺氧性疾病， 如贫血和心脑血管疾病。
血红蛋白在生物工程领域的应用：血红蛋白可作为生物催化剂，用于加速化学反应， 具有高效、环保的优点。
血红蛋白在食品工业领域的应用：血红蛋白可用于生产新型食品，如血红蛋白饮料、 血红蛋白面包等，具有营养价值和保健功能。
拓展应用领域：不 仅局限于医学领域 ，还将应用于生物 工程、制药等领域 。
课件-血红蛋白的提取和分离.ppt
阅读课本P64（一）凝胶色谱法，回答：
1、凝胶色谱法的概念。 2、什么是凝胶？ 3、凝胶色谱法的原理。 4.凝胶色谱法分离蛋白质的具体过程
（一） 凝胶色谱法（分配色谱法）
1.概念：
根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
2.凝胶：
•是一些微小的多孔球体 •这些球体大多数是由多糖类化合物构成的 （如葡聚糖或琼脂糖）。 •小球体内部有许多贯穿的通道
3.类型: 琼脂糖凝胶电泳、 聚丙稀酰胺凝胶电泳。
琼脂糖凝胶电泳示意图
在电场的作 用下，这些带电 分子会向着与其 所带电荷相反的 电极移动
聚丙烯酰胺凝胶电泳
1、在测定蛋白质分子量时常用十二烷基硫酸钠（SDS）—聚 丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联 剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交 联成的具有三维网状结构的凝胶。
3.凝胶色谱法的原理
①当相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子 量较小的蛋白质容易进入凝胶内部通道，路程较长，移 动速度较慢;
②而相对分子量较大的蛋白质无法进入凝胶内部 的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速 度较快。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以 分离。
③依据的特性是：蛋白质分子量的大小。
（三） 电泳：
1.概念：带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。
2.原理：①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有
可解离的基团，在一定的PH下，这些基团会带上正 电或负电。②在电场的作用下，这些带电分子会向着 与其所带电荷相反的电极移动。③电泳利用了待分离 样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小， 形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而 实现样品中各种分子的分离。
血红蛋白的提取和分离
本课题学习要点和难点
体验从复杂体系中提取生物大分子旳基本过 程和措施，并了解色谱法、电泳法等分离生 物大分子旳基本原理。
3、课题要点：凝胶色谱法旳原理和措施 4、课题难点：
①样品旳预处理 ②色谱柱填料旳处理和色谱柱旳装填。
2023年4月14日宣告人类基因组序列图完毕，这标志着进入了后基因组和蛋 白质组时代
2、你装填旳凝胶色谱柱是否有气泡产生？你旳色谱 柱装填得成功吗？你是怎样判断旳？
因为凝胶是一种半透明旳介质，所以能够在凝胶柱旁放一支与 凝胶柱垂直旳日光灯，检验凝胶是否装填得均匀。另外，还能够 加入大分子旳有色物质，例如蓝色葡聚糖—2023或红色葡聚糖， 观察色带移动旳情况。假如色带均匀、狭窄、平整，阐明凝胶色 谱柱旳性能良好。假如色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体 以消除气泡，消除不了时要重新装柱。
血红蛋白的提取和分 离
本课题学习目的
体验从复杂体系中提取生物大分子旳基本过 程和措施，并了解色谱法、电泳法等分离生 物大分子旳基本原理。
1、主要概念：①凝胶色谱法 ②电泳法 ③缓冲溶液 ④ 它们在血红蛋白旳提取中分别起到什么作用。
2. 主要原理：
①凝胶色谱法分离蛋白质旳原理
②电泳法分离样品旳原理
③缓冲溶液旳构成和作用机理
④洗脱：小心加入pH=7.0 旳20mmol/l旳磷酸缓冲液到合 适高度，连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口进行洗脱。
⑤搜集：待红色旳蛋白质接近色谱柱底端时，用试管搜集流 出液，每5ml搜集一试管，连续搜集。（在分离过程中，假如 红色区带均匀一致旳移动，阐明色谱柱制作成功）
⑥注意：正确旳加样操作：1、不要触及并破坏凝胶面。2、 贴壁加样。3、使吸管管口沿管壁围绕移动。
装配好旳凝胶柱
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(三）蛋白质的分离的方法
•凝胶色谱法：又称分配色谱法
•电泳法
（三） 凝胶色谱法 1、别名：分配色谱法
2、分离蛋白质的依据：
蛋白质相对分子质量的大小
3、凝胶 ①特点：一些微小多孔的球体，内含许多贯穿 的通道 ②实例：葡聚糖、琼脂糖
原理：
当不同的蛋白质通过凝胶时 相对分子质量较大 无法进入凝胶 内部的通道 只能在凝胶外部移动 路程较短 移动速度较快
思考
人们用鸡的红细胞提取DNA，用哺乳动物成 熟的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？
鸡的红细胞具有细胞核，含有 DNA，便于进行DNA的提取，哺 乳动物的成熟红细胞无细胞核， 结构简单，血红蛋白含量丰富便 于提取血红蛋白
看书：64、65页，思考以下问题：
• 1、蛋白质分离的依据是什么？方 法是什么？ • 2凝胶色谱法分离蛋白的依据是什 么？原理又是什么？其过程怎样？ • 3缓冲液的作用是什么？如何配制？ 又有何实践意义？
红色透明液体
第 3层
红细胞破碎物沉淀
暗红色沉淀物 第4层
③分离 用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗 中静置片刻后，分出下层的红色透明液体
④粗分离—透析
①过程 取1ml的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋 放入盛有300ml的物质的量浓度为20mmol/l 的磷酸缓冲液中（pH为7.0），透析12小时 ②透析目的 除去样品中分子量较小的杂质
•离心分层； •滤纸过滤去除脂溶性沉淀层； •分液漏斗分出红色透明液体。 A、过程 a、将搅拌好混合液转移到离心管内，以 2000r/min的速度离心10 min
高速长时离心
分离血红蛋白溶液
b、试管中溶液层次
有机溶剂 脂类物质
无色透明的甲苯层
第 1层
白色薄层固体脂溶性物质沉淀层 第2层
血红蛋白溶液
( 二）蛋白质的分离
分离蛋白质的依据：
根据蛋白质各种特性的差异：
•分子的形状、大小 •电荷性质和多少 •溶解度 •吸附性质 •对其他分子亲和力
补充：蛋白质的性质
• 两性电解质：可表现酸性也可表现碱性， 因为既含酸性基团——羧基，又含碱性基 团——氨基 • 可溶于水，呈胶体状 • 盐析：向蛋白质溶液加高浓度无机盐，蛋 白质以沉淀析出，再加水稀释，沉淀消失， 蛋白质溶解。此过程可逆，不影响蛋白质 性质 • 变性：强酸，强碱，高温，重金属作用下 蛋白质的空间结构被破坏，蛋白质变性。
（四）缓冲溶液 1、概念 具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液 2、作用 能够抵制外界的酸或碱对溶液的PH值的影响， 维持PH基本不变
3、缓冲溶液的配制
通常由1－2种缓冲剂溶解于水中配制而成。调 节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同PH范围 内使用的缓冲液
4、常见的缓冲溶液成分 H2CO3 NaH2PO4 NaHCO3 Na2HPO4
e、缓慢搅拌10分钟
f、低速离心（低速短时间） i、重复4、5、6步骤三次，直至上清液中已 没有黄色，表明洗涤干净
②血红蛋白的释放
加蒸馏水到原血液体积，再加40％体积的甲 苯 ，置于磁力搅拌器上充分搅拌10分钟（加 速细胞破裂）,细胞破裂释放出血红蛋白
磁力搅拌器
搅拌器正在工作
③分离血红蛋白溶液
2、试剂的配制 ①丙烯酰胺和N, N-甲叉双丙烯酰胺: 用去离子 水配制29%（29 g/100 mL，下同）的丙烯 酰胺和1%的N, N-甲叉双丙烯酰胺的贮存液 ②十二烷基硫酸钠（SDS）: 用去离子水配成 10%的贮存液，于室温保存
讨论：
4、你能描述血红蛋白分离的完整过程吗？
血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包 括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首 先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等 操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再 经过透析去除分子量较小的杂质，即样品的粗 分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较 大杂质蛋白除去，即样品的纯化；最后经聚丙 烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定
相对分子质量较小 容易进入
凝胶内部的通道 路程较长 移动速度较慢
相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。
4.凝胶色谱法的原理—分子筛效应
大分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；先洗脱出来 小分子穿过多孔凝胶颗粒的内部，路程长，流动慢，后洗脱出来
蛋白质分离和提取的原理
分子量 直径大小
大
小
大于凝胶颗粒空 隙直径，被阻挡 在颗粒的外面
“G”表示凝胶的交联程度，膨胀程度及分 离范围 75表示凝胶的得水值，即每克凝胶膨胀时吸 水7.5克
②凝胶的预处理 配置凝胶悬浮液：计算并称取一定量的凝胶浸泡于 蒸馏水或洗脱液中充分溶胀后，配成凝胶悬浮液。 为了加速膨胀，可以将加入洗脱液的湿凝胶用沸水 浴加热，逐渐升温至沸腾，通常只需1-2h,可节约 时间，也可除去凝胶中的微生物和气泡 ③凝胶色谱柱的装填方法
（1）样品处理：包括洗涤红细胞；血红蛋白稀释；离心等操 作收集到的血红蛋白溶液。 （2）粗分离：透析除去分子较小的杂质。 （3）纯化：通过凝胶色谱法将分子量较大的杂质蛋白质除去。 （4）纯度鉴定：通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。
（二）操作过程 1、样品处理
思考 人们用鸡的红细胞提取DNA，用人 的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？
垂直向下移动 较快 较短 先从凝胶柱洗脱 出来
小于凝胶颗粒空 隙直径，可以进 入颗粒内部
垂直向下移动， 无规则扩散进入 颗粒内部 较慢 较长 后从凝胶柱洗脱 出来
运动方式 运动速度 运动路径 洗脱次序
思考
使用凝胶色谱法分离蛋白质实验中,相对分 子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程, 可表示为图中 （ B ）
A、固定
将色谱柱垂直固定在支架上 B、装填
将凝胶悬浮液一次性的装填入色谱柱内， 装填时轻轻敲动色谱柱，使凝胶填装均匀
注意：
1、凝胶装填时尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间 的空隙 2、装填凝胶柱时不得气泡存在： 因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降 低分离效果
装填完连接
洗脱瓶
约50厘米操作压
④洗涤平衡 装填完毕后，立即用缓冲液洗脱瓶，在50cm 高的操作压下，用300ml的20mmol/l的磷酸 缓冲液（pH为7.0）充分洗涤平衡12小时 注意： 1、液面不要低于凝胶表面，否则可能有气泡 混入，影响液体在柱内的流动与最终生物大分 子物质的分离效果 2、不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象
鸡的红细胞具有细胞核，含有DNA，便于进行DNA 的提取，人的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋 白含量丰富便于提取血红蛋白。 本课题可以选用猪、牛、羊、等哺乳动物的血液
(1)血液组成
①血液组成
血 血 液
血浆蛋白 浆 无机盐 固体物质 磷脂 葡萄糖等 白细胞 血小板 红细胞 （最多） 2条a－肽链 血红蛋白 2条β一肽链 （90％） 4个亚铁红素基团
蛋白质+双缩脲试剂
紫色
思考
高温灭菌和？（ A） A、变性、变性、空间结构 B、分解、变性、化学结构 C、变性、变性、平面结构 D、分解、分解、空间结构
血红蛋白含有四条肽链,每条肽链环绕一个亚铁
血红素基团，此基团可携带一分子氧或一分子二 氧化碳，血红蛋白因含有血红素而呈红色。
水分
血细胞
(2)样品处理及粗分离过程： ①红细胞的洗涤
A、洗涤红细胞目的 除去其中的杂蛋白，以利于后续血红蛋白的 分离纯化，不可洗涤次数过少
B、洗涤操作
a、采集血样，向血液中加柠檬酸钠 b、低速短时间离心（速度越高和时间越长会 使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀达不到分离的 效果）
c、吸取血浆：用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆 d、盐水洗涤：用五倍体积的质量分数为0.9 ％的氯化钠溶液洗涤
开 始 进 行 层 析
⑥注意：正确的加样操作 1、不要触及破坏凝胶面 2、贴壁加样 3、使吸管管口沿管壁环绕移动
讨论： 1、在血红蛋白的整个过程中不断用磷酸缓冲 液处理的目的是什么？ 答：让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持 结构和功能
（三）纯度鉴定——SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 1、目的
鉴定血红蛋白纯度
蛋白质的功能
运输
催化
调节
构成细胞和生物体结构 的重要物质
免疫
血红蛋白的提取和分离
一、基础知识
(一）回忆蛋白质 1、含量 占细胞干重的50％以上，细胞中含量最多的 有机物 2、组成元素 C、H、O、N，有的含有P、S还有的含Fe、 Mn、Zn、I等 3、相对分子质量：10000—1000000之间甚至 更高高分子化合物
思考：在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是 什么？它的目的是什么？
磷酸缓冲液，利用缓冲液模拟细胞内的PH 环境，保证血红蛋白的正常结构和功能， 便于观察(红色)和科学研究其(活性)
（五）电泳：
1、概念 带电粒子在电场作用下发生迁移的过程 2、原理 ①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都 具有可解离的基团，在一定的PH下，这些基 团会带上正电或负电 ②在电场的作用下，这些带电分子会向着与其 所带电荷相反的电极移动
讨论：如何测定蛋白质的分子量？ 使用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋 白质的分子量时，可选用一组已知分子量的 标准蛋白同时进行电泳，根据已知分子量的 标准蛋白的电泳区带位置，用电泳迁移率和 分子量的对数作标准曲线，可以测定未知蛋 白质的分子量。
第二课时
二、实验操作 （一）蛋白质提取和分离步骤 样品处理——粗分离——纯化——纯度鉴定
③电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的 差异以及分子本身的大小，形状的不同使带电分 子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分 子的分离
3、类型 琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳 4实例： ①应用 SDS——聚丙稀酰胺凝胶电泳 ②聚丙稀酰胺凝胶 由单体丙烯酰胺和交联剂N,N′-亚甲基双丙烯 酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成三 维网状结构的凝胶