第十章亲和色谱共74页
9 亲和色谱
然后把含有目的物质的混合液作为流动相，在 有利于固定相配基与目的物质形成络合物的条 件下进入层析柱。
16
这时，混合液中只
有能与配基发生结合反
应形成络合物的目的物
质（图中· 分子）被吸附。
不能发生结合反应
的杂质分子（图中△分 子）直接流出。
17
经清洗后，选择适当的洗脱液或 改变洗脱条件进行洗脱（图中c），
22
配体的选择：
一对可逆结合的生物分子中与载体相偶 联的一方称配体。如抑制剂，底物，抗体， 辅酶等。
优良配体须具备的条件：
1）与待纯化的物质有较强的亲和力。 2）具有与基质共价结合的基团。
23
目的产物与相应的配基
所要分离的目 的产物
酶 抗体 凝集素 激素
相应的配基
底物、抑制剂、辅酶（辅因子） 抗原、病毒、细胞 多糖、糖蛋白、细胞受体 受体、载体蛋白
亲和配基选择（很困难）：
组合化学肽库：小肽亲和配基。
噬菌体展示技术筛选：目标蛋白与噬菌体结合。
SELEX技术筛选：：与蛋白质相匹配的寡核苷酸 6
9.1 生物亲和作用
9.1.2 影响亲和作用的因素
离子强度 pH值
抑制氢键形成的物质
温度 螯合剂
7
9.1 生物亲和作用
9.1.3 亲和作用体系
8
9.2 亲和色谱原理
使被分离物质与固定相配基解离，
即可将目标产物分离纯化。
18
9.3 亲和色谱介质
一般情况下，需根据目标产物选择合适 的亲和配基来修饰固体粒子，以制备所需的
亲和吸附介质（固定相）。 固体粒子称为配基的载体。
19
作为载体的物质应具有（6点）： ①不溶性的多孔网状结构，渗透性好； ②物理和化学稳定性高，有较高的机械强度， 使用寿命长； ③具有亲水性，无非特异性吸附； ④含有可活化的反应基团，利于亲和配基的固
分析化学第十章_亲和色谱
分析化学第十章_亲和色谱亲和色谱(affinity chromatography)是一种利用生物分子之间的特异性相互作用来分离和纯化目标分子的分析方法。
它是一种分子识别性较强的分离技术，广泛应用于生物医药领域。
亲和色谱的基本原理是利用配体（ligand）与目标分子之间的特异性结合，实现目标分子的选择性吸附和洗脱。
配体可以是抗体、酶、受体、亲和剂等，通过共价或非共价的化学方法与固定在色谱填料上，形成亲和色谱填料。
目标分子与配体之间根据亲和性或特异性结合，而非目标分子则快速洗脱。
亲和色谱的步骤包括样品加载、洗脱条件优化和目标分子收集。
首先将样品加载到亲和色谱柱中，目标分子与亲和填料的配体结合。
随后，通过改变洗脱液的条件，如pH、温度、离子强度等，以破坏目标分子和配体之间的结合，实现目标分子的洗脱。
最后，收集目标分子的洗脱液，得到纯化目标分子的样品。
亲和色谱具有高选择性、高灵敏度、易操作等优点，适用于分离和纯化复杂混合物中的目标分子。
它被广泛应用于蛋白质、核酸、糖类等生物大分子的纯化和分析。
亲和色谱的应用领域包括药物研发、生命科学研究、生物工程等。
例如，在药物研发中，可以利用亲和色谱分离和纯化药物靶标蛋白，以研究药物的作用机制。
在生命科学研究中，亲和色谱可以用于蛋白质相互作用的研究，如蛋白质结构和功能的研究。
在生物工程中，亲和色谱可以实现重组蛋白的纯化和分析。
亲和色谱还可以与其他色谱技术相结合，形成多维色谱系统，提高分离的选择性和分辨率。
例如，结合亲和色谱与离子交换色谱，可以实现对混合物中多种目标分子的同时纯化和分析。
近年来，亲和色谱技术不断发展，涌现出更多新的亲和填料和新的亲和配体。
例如，金属亲和色谱、核酸亲和色谱、抗体亲和色谱等，拓宽了亲和色谱的应用范围。
此外，与质谱、光谱等分析技术相结合，可以进一步提高亲和色谱的灵敏度和分析能力。
综上所述，亲和色谱是一种利用生物分子间特异性相互作用的分离纯化方法，具有高选择性和灵敏度，广泛应用于生物医药领域。
亲和色谱
过渡金属可形成螯合金属盐固定在固定相离子的 表面，用作亲和吸附的配基，这种利用金属离子 为配基的亲和色谱成为金属螯合亲和色谱或固定 化金属离子色谱
• 组氨酸：弱疏水性、咪唑环为弱电性
在盐浓度较低和pH约等于目标蛋白质等电点的溶 液中，固定化组氨酸的亲和吸附作用最强，随着 盐浓度的增大，吸附作用降低。 利用组氨酸为配基可亲和分离等电点相差较大的 蛋白质，洗脱则可采用增大盐浓度的梯度洗脱法
亲和色谱
• 利用生物亲和作用的原理纯化蛋白质的报道最早 见于1910年 • 有意识的利用生物亲和作用纯化蛋白质的研究始 于20世纪50年代初 • 1967年，亲和纯化技术从研究走向实用，出现了 亲和色谱这个名称 • 20世纪80年代以后，利用生物亲和作用的特异性 与其他分离技术相结合
定义
• 生物亲和作用：生物物质，特别是酶和抗 体等活性物质，具有识别特定物质并与该 物质的分子结合的能力。这种能力具有排 他性。生物分子间的这种 特异性相互作用 称为生物亲和作用。 • 亲和分离：利用生物分子间的特异性结合 作用的原理进行生物物质分离纯化的技术
• 肝素 与脂蛋白、脂肪酶、甾体受体等具有亲和作用。 其亲和作用在中性pH值和低浓度盐溶液中较强
亲和吸附剂及其制备 将亲和配基共价偶联在固体粒子的表面
（孔内）即可制备亲和吸附剂。
制备方法：书 323--325
配基固定化密度：吸附容量、空间位阻 作用 最佳密度值范围
亲和色谱
-间隔臂的作用
生物亲和作用
亲和作用的本质
亲和作用是自然界普遍存在的现象，生物分子间 的亲和作用具有更高的选择性。 蛋白质参与亲和作用的机理还不完全清楚，一般 认为蛋白质的立体结构中含有某些参与亲和结合 的部位，这些结合部位呈凹陷或凸起的结构。
亲和色谱的基本原理
亲和色谱的基本原理亲和色谱（Affinity chromatography）是一种基于分子间亲和作用进行分离和纯化的色谱技术。
它能够高效地分离具有特定亲和性质的生物大分子，如蛋白质、核酸、糖类等。
首先是固定相的制备。
固定相是一种可以与分离物特异结合的聚合物或凝胶。
它可以通过共价键或非共价键的方式与亲和配体结合，形成具有高选择性和亲和性的色谱固定相。
常用的固定相包括亲和树脂、亲合色谱柱和亲和膜等。
其次是样品的加载和洗脱。
首先，将待分离的样品通过适当的缓冲液溶解，并加载到亲和色谱柱中。
然后，在洗脱缓冲液的洗脱条件下，通过溶液的流经和移动，分离物与亲和配体发生特异的结合作用，固定在色谱柱中。
同时，无关物质快速流出。
洗脱过程可以通过改变洗脱缓冲液的pH、离子强度、温度等条件来调控，以实现纯化物的有效洗脱。
最后是纯化物的应用。
经过洗脱后，纯化物将以较高纯度的形式得到，可以进一步进行下游应用，如结构分析、活性测定、抗体制备等。
然而，亲和色谱也存在一些限制。
首先，亲和色谱所需的配体较为昂贵，并且使用过程要求严格的实验条件。
其次，亲和色谱只能用于具有特定亲和性质的目标分子，不能广泛适用于所有生物大分子的纯化。
此外，亲和色谱需要对分离物和固定相之间的相互作用有充分的了解，才能确定适当的亲和固定相和洗脱条件。
总而言之，亲和色谱是一种基于分子间亲和作用进行分离和纯化的色谱技术。
它利用分离物与色谱固定相之间的特异亲和作用，实现了高效的纯化和分离。
亲和色谱在生命科学研究和制药工业中具有重要的应用价值，可以为后续的结构研究和功能分析提供纯化的目标化合物。
亲和色谱法
亲和色谱法亲和色谱法是一种用于分离、纯化生物大分子的技术，它利用生物分子之间的亲和作用来进行分离、纯化。
它的基本原理是：在柱子的表面放置一种可以与目标生物分子发生亲和作用的固定化剂，然后将待测样品通过柱子进行流动。
当目标生物分子与固定化剂发生亲和作用时，就会被吸附在柱子的表面；而其他的杂质分子则不会被吸附，经过柱子流出。
最后，再通过适当的方法将目标生物分子从柱子上解离出来，即可得到高纯度的目标生物分子。
亲和色谱法的优点是分离效率高，可以得到高纯度的生物分子；缺点是分离的速度较慢，而且对于某些生物分子可能难以得到较好的分离效果。
亲和色谱法主要应用在生物学、药学、食品工业、环境监测等领域，并在这些领域取得了巨大的成功。
在生物学领域，亲和色谱法常用于抗体分离、酶的纯化、抗原的分离等；在药学领域，亲和色谱法常用于药物的纯化、抗体药物的生产等；在食品工业中，亲和色谱法常用于食品添加剂的分离、蛋白质的纯化等；在环境监测领域，亲和色谱法常用于水质监测、空气监测等。
亲和色谱法的原理是基于生物分子之间的亲和作用，因此选择固定化剂时需要考虑到固定化剂与目标生物分子之间的亲和作用。
常用的固定化剂有抗体、酶、抗原、细胞表面蛋白等。
选择固定化剂时，需要考虑到固定化剂的稳定性、选择性、可交换性、可再生性等因素。
亲和色谱法的实验过程大致分为固定化、流动、洗脱、解离四个步骤。
在固定化步骤中，需要将固定化剂放在柱子中，然后将柱子浸泡在预处理溶液中，使固定化剂与柱子结合起来。
在流动步骤中，需要将待测样品通过柱子进行流动。
在洗脱步骤中，需要通过适当的洗脱溶液将非目标生物分子从柱子上洗脱出来。
在解离步骤中，需要通过适当的方法将目标生物分子从柱子上解离出来。
亲和色谱法的优点是分离效率高，可以得到高纯度的生物分子。
缺点是分离的速度较慢，而且对于某些生物分子可能难以得到较好的分离效果。
因此，在使用亲和色谱法时，需要根据实际情况来选择适当的固定化剂和洗脱溶液，并适当调整流速，以提高分离效率。
亲和色谱法原理
亲和色谱法原理
亲和色谱法是一种利用固定相的结合特性来分离分子的色谱方法。
亲和色谱法基于生物分子之间的特异性相互作用，如抗原-抗体、酶-抑制剂、激素-受体等之间的相互作用，来实现目标分子的纯化和分析。
亲和色谱法的原理是在固定相上固定亲和剂（affinity ligand），该亲和剂可以选择性地与所要分离的目标分子结合。
利用目标分子与亲和剂之间的非共价相互作用进行分离，从而实现目标分子的纯化目的。
在亲和色谱过程中，亲和剂与目标分子结合牢固，但其他非目标分子则能够快速通过。
亲和色谱法可以用来从混合物中纯化或浓缩某一分子，也可以用来去除或减少混合物中某一分子的含量。
在亲和色谱过程中，流动相中的目标分子与固定相上的亲和剂结合，而非目标分子则随流动相快速通过。
通过改变流动相条件，亲和色谱法可以实现目标分子与亲和剂的可逆结合和分离。
总之，亲和色谱法是一种基于生物分子之间特异性相互作用的分离技术，利用固定相上的亲和剂与目标分子之间的非共价相互作用实现分离和纯化。
亲和色谱PPT
免疫亲和色谱 固定化金属离子亲和色谱 其他亲和色谱
免疫亲和色谱
免疫亲和色谱(Immunoaffinity Chromatography, IAC)是 利用生物体内存在的抗原、抗体之间高度特异性的亲和 力进行分离的方法。
IAC的特点
1. 2. 3.
专一 高效 灵敏 ……
IAC的应用
1. 2.
抗体的分离纯化——Protein A亲和色谱 快速诊断测试 ……
固定化金属离子亲和色谱
固定化金属离子亲和色谱(Immobilized Metal ion Affinity Chromatography, IMAC) 主要根据蛋白质中组氨酸、色氨酸或半胱氨酸等氨基酸 残基与色谱柱上的金属离子螯合作用形成络合物，从而 实现分离 产物变性 • 渗漏
谢谢
亲和色谱 Affinity Chromatography
黄岳
生研1502
亲和色谱概述
概念：利用生物分子间专一的亲和力而进行分离的一种色谱技术
原理和基本过程
原理：将具有亲和力的两个分子中一个固定在不溶性基质 上，利用分子间亲和力的特异性和可逆性，对另一个分子 进行分离纯化。
亲和色谱的类型
1. 2. 3.
配基稳定性高 ，不易脱落 金属离子配基价格低廉 ，再生成本低 省去了脱盐的预处理步骤 容易洗脱目标蛋白
IMAC的应用——Ni-Agarose His标签蛋白纯化技术
其他亲和色谱技术
生物亲和色谱 拟生物亲和色谱 分子对亲和色谱 共价亲和色谱 凝集素亲和色谱 ……
亲和色谱需要考虑的问题
亲和色谱
Chitin
Trypsin
A
B
C&D
以凝胶电泳检验亲和色谱 操作过程各步骤样品→
Ate 吸附剂：
羟基磷灰石
(Ca5(PO4)3OH)2
可选择 NaCl 或 磷酸 等不同洗脱条件
Bio-Rad CHT
●疏水性层析法：
●●●●● ●●●
-NH2
●● ● ●
硫醇基 -SH
X
■ 可与各种配体基团反应的载体：
配体基团 親 和 性 载体
CNBr-activated Sepharose 4B
Pharmacia
反应方式
直接反应 加 EDC*
反应基团
-C≡N -COOH N-OH-succinimide Oxirane环氧己烷
■ Hydrophobic interaction 色析法：
Ammonium sulfate (% sat.) 25
0 10
Protein concentration
20
15
20
10
5
30
40
50
100
200
300
400
Elution volume (mL)
Pharmacia HIC
Ethylene glycol (%)
亲和色谱(AC)
（Affinity chromatograph）
原理：利用生物大分子和固定相表面存在的 某种特异性亲和力，进行选择性分离。 先在载体表面键合上一种具有一般反应 性能的所谓间隔臂(环氧、联胺等)，再连接 上配基(酶、抗原等)，这种固载化的配基将 只能和具有亲和力特性吸附的生物大分子作 用而被保留。改变淋洗液后洗脱。 亲和洗提 酶与其它化合物一起吸附到一种离子交换剂 上，然后用适当的底物特异地洗提。
亲和色谱的原理及应用
亲和色谱的原理及应用1. 亲和色谱的基本原理亲和色谱（Affinity chromatography）是一种常用的分离和纯化生物大分子的方法，基于物质在特定条件下与特异性的配体之间的亲和力相互作用。
它利用生物大分子与某种特定配体之间的选择性相互作用，将目标分子从复杂的混合物中分离出来。
2. 亲和色谱的工作原理亲和色谱的工作原理基于目标分子与固定相上的配体之间的特异性亲和作用。
以下是亲和色谱的基本步骤：1.固定相制备：在某种合适的固定相上固定配体，通常使用大孔吸附树脂、高分子凝胶或亲和层析介质。
2.样品处理：将含有目标分子的混合物与固定相接触，使得目标分子与配体结合。
3.非特异结合物洗脱：通过洗脱步骤，去除与固定相上的配体无关的非特异结合物，以提高目标分子的纯度。
4.目标分子洗脱：利用改变条件的方式打断目标分子与配体的结合，使目标分子从固定相上洗脱出来。
3. 亲和色谱的应用领域亲和色谱广泛应用于生物科学的各个领域，以下是一些常见的应用领域：•蛋白质纯化：亲和色谱是蛋白质纯化中最常用的方法之一。
可以利用靶蛋白与配体的特异性结合进行纯化。
•抗体纯化：亲和色谱也常用于抗体的制备和纯化，通过抗原与抗体的特异性结合来实现。
•肽片段分离：亲和色谱可以用于肽段的富集和分离，通过将特定的配体固定在固定相上，然后与目标肽段进行亲和结合。
•糖类分析：亲和色谱也可用于糖类分析，通过固定配体选择性地结合特定的糖类。
•核酸纯化：亲和色谱也被广泛应用于核酸纯化，通过将亲和分子（如亲和标签等）引入目标核酸或特定的配体与核酸结合，进行纯化。
4. 亲和色谱的优势和局限性亲和色谱具有以下优势：•高选择性：亲和色谱利用特异性的亲和分子与目标分子之间的相互作用力，具有很高的选择性。
•高纯度：亲和色谱可以将目标分子高效地分离纯化，得到高纯度的产物。
•广泛适用性：亲和色谱可以应用于各种生物大分子的分离和纯化。
然而，亲和色谱也存在一些局限性：•结合条件：亲和色谱需要优化和控制结合条件，以确保目标分子与配体之间的结合。
亲和色谱精讲PPT课件
一、要求
㈠. L与基质结合，对L-S结合无干扰； ㈡. L为小分子有的需“手臂”，使LS结
合更有效； ㈢. 非专一吸附不大，以免吸附杂质； L与基质结合稳定（吸附、洗脱、再生）。
.
24
二、
偶联用Gel的选择 需考虑： ㈠. L上可供偶联的基团 ㈡. “手臂” ㈢. L的稳定pH
三、 由CNBr活化型Sep.4B制备
3. 需了解L-S的作用机制
如……
.
12
例：酶 有单底物反应、双底物反应
单A E
EA
P E
EP
底物A、产物P或它们的类似物都可以
.
13
双底物依次
AB E
EA EAB
PQ E
EPQ EQ
须选择A、若选B则吸附时须加A
.
14
双底物随机
A（B） B（A） P（Q） Q（P）
E
E
EA EA（B） EPQ
.
37
其他方法
羰基二咪唑（CDI）法 高碘酸盐法 磺化氟甲基吡啶鎓法 N-羟基琥珀酰亚胺法
.
38
其他亲和吸附剂
聚丙烯酰胺载体的亲和吸附剂可用戊二醛 法和肼解法活化,然后再将含氨基的配体固 定到其活化基团上;
硅胶和多孔玻璃载体的亲和吸附剂最常用 的修饰方法就是进行硅烷化处理,从而给载 体引入氨基或环氧基团.
连接臂的连接
连接臂先接配体后偶联至载体 连接臂先偶联至载体后接配体
.
30
四、由氨基-Sep或羧基- Sep制备
Sep-(CH2)6-NH2 Sep
L-COOH AH-
Sep-(CH2)6-COOH L-NH2
CH-Sep
碳二亚胺法（配基偶联的一种方法）：
《亲和色谱》课件
生物工程技术
利用生物工程技术改造蛋白质 或酶，提高亲和色谱的特异性
。
光学检测技术
结合光学检测技术，实现高灵 敏度、高分辨率的亲和色谱分
析。
亲和色谱在各领域的应用前景
生物医药领域
用于蛋白质、细胞、病毒等生物分子 的分离和纯化，为药物研发和疾病诊 断提供支持。
环境监测领域
用于水体、土壤、空气等环境样品中 污染物的分离和检测，为环境治理和 保护提供依据。
农药残留检测
亲和色谱可用于农药残留的检测，通过与农药分 子的特异性结合，实现对农药残留的高灵敏度检 测。
食品营养成分分析
亲和色谱可用于食品营养成分的分析，如维生素 、矿物质等，通过与特定配基的结合，实现对营 养成分的高效分离和检测。
亲和色谱在环境监测领域的应用案例
有毒有害物质检测
亲和色谱可用于有毒有害物质的检测，如重金属、有机污染物等， 通过与特定配基的结合，实现对有毒有害物质的高灵敏度检测。
食品安全领域
用于食品中农药残留、添加剂、毒素 等有害物质的检测和分离，保障食品 安全。
农业领域
用于植物生长调节物质、农药残留等 的分离和检测，促进农业可持续发展 。
亲和色谱的发展趋势和未来展望
智能化发展
通过自动化、智能化技术，提高亲和色谱的 分离效率和准确性。
高通量、高分辨率
开发高通量、高分辨率的亲和色谱技术，满 足大规模样品分析的需求。
稳定性差
亲和色谱的配体和载体在某些条件下可能不稳定，影 响实验结果。
适用范围有限
亲和色谱的适用范围相对较窄，仅适用于具有特异性 相互作用的目标分子。
亲和色谱的改进方向
开发通用型配体
通过研究不同类型分子间的相互作用，开发 出适用于多种目标分子的通用型配体，降低 实验成本。
色谱法原理PPT课件
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简单地认为：在每一块塔板上，溶质在两相间很 快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个塔板的方 式向前移动。对于一根长为L的色谱柱，溶质平衡的次 数应为： n = L / H
n称为理论塔板数。与精馏塔一样，色谱柱的柱 效随理论塔板数n的增加而增加，随板高H的增大而减 小。
利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分 离的方法称为分配色谱法。
利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不 同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。
利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达 到分离的方法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。
最近，又有一种新分离技术，利用不同组分与固定相 （固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和 色谱法，常用于蛋白质的分离 。
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0.54
0
0.0
0.5
1.0
色谱峰
基线
1.75
1.5
2.0
3.23 3.77
2.5
3.0
3.5
4.0
第14页Time/共(min7) 4页
4.91
4.5
5.0
保留时间
NL:
色 8.92E3
TIC F: + c
谱 SRM ms2
465.30@23.00 [
2．保留时间tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历 的时间，称为保留时间，如图中O′B．它相当于样 品到达柱末端的检测器所需的时间．
第18页/共74页
色谱分离技术—亲和色谱分离技术
亲和层析介质
亲和配基
常用的亲和配基： 辅酶和磷酸腺苷
某些酶需要在辅酶存在的情况下才能表现出催化活性，即辅酶能与脱氢酶 和激酶之间通过亲和作用相互结合，因此这些辅酶可用作脱氢酶和激酶的亲和 配基。
主要的辅酶有NAD、NADP、ATP。
亲和层析介质
亲和配基
常用的亲和配基： 过度金属离子
铜、镍、锌等可与氮、硫、氧等供电原子产生配位键，因此可与蛋白质表 面的组氨酸的咪唑基、半胱氨酸的巯基和色氨酸吲哚基发生亲和结合作用。
的亲和能力有决定性影响。
亲和色谱法的操作方法
1.配基固相化（样品制备、装柱、平衡） 2.亲和吸附 3.解吸附 4.色谱柱再生
亲和色谱法的操作方法
1.配基固相化 将与纯化对象有专一结合作用的物质，连接在水不溶性载体上，制成亲和
吸附剂后装柱（称亲和柱），用一定pH和离子强度的缓冲液对柱子进行平衡。 2.亲和吸附
即进料和杂质清洗。将含有目标产物的料液连续通入亲和柱，目标产物吸 附在柱上，之后用缓冲液淋洗色谱柱除去未被吸附的杂蛋白。
亲和色谱法的操作方法
3.解吸附 解吸附即目标产物洗脱。用某种缓冲液或溶液通过亲和柱，把吸附在亲和
柱上的目的产物洗脱出来。
亲和色谱法的操作方法
4.色谱柱再生 用几倍体积的起始缓冲液进行再平衡，一般足以使亲和柱再生，但一些未
亲和层析介质
亲和层析介质由载体和配基组成
亲和载体
载体应具备的条件： 1.载体必须具有较好的理化稳定性和生物惰性，非专业吸附小。 2.具有大量可供活化和配基结合的化学基团，以供与配基共价连接之用。 3.载体必须具有高度的水不溶性和亲水性。 4.载体必须有稀松的网状结构使大分子能自由进入。 5.载体要有良好的机械性能，颗粒均匀。
亲和色谱
亲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ层析原理图
影响亲和色谱的因素
• 1、上样体积 若目标产物与配基的结合作用较强，上样体积 对亲和色谱效果影响较小。若二者间结合力较弱，样品浓度 要高一些，上样量不要超过色谱柱载量的5%~10%。 • 2、柱长 亲和柱的长度需要根据亲和介质的性质确定。如果 亲和介质的载量(同上 求解释T ^T)高，与目标产物(目标物)的 作用力强，可以选择较短的珠子(柱子);相反，则应该增加柱 子的长度，保证目标产物与亲和介质有充分的作用时间。 • 3、流速 亲和吸附时目标产物与配基之间达到结合反应平衡 需要一个缓慢的过程。因此，样品上柱的流速应尽量的慢， 保证目标产物与配基之间有充分的时间结合，尤其是二者间 结合力弱和样品浓度过高时。 • 4、温度 温度效应在亲和色谱中比较重要，亲和介质的吸附 能力受温度影响，可以利用不同的温度进行吸附和洗脱。一 般情况下亲和介质的吸附能力随温度的升高而下降，因此在 上样时可选择较低的温度，使待分离物质与配基有较大的亲 和力，充分地结合;而在洗脱时刻采用较高的温度，使待分离 物质与配基的亲和力下降，便于待分离物质从配基上脱落。 例如，一般选择在4℃进行吸附，25℃下进行解
亲和色谱法
生物工程领域 2016-6-13
生物亲和作用
• 定义：生物物质，特别是酶和抗体等蛋白 质，具有识别特定物质并与之相结合的能 力。这种识别并结合的能力具有排他性， 即生物分子能够区分结构和性质非常相近 的其他分子，选择性地与其中一种分子相 结合。这种特异性的相互作用称为生物亲 和作用（bioaffinity）或简称亲和作用 (affinity)。
例：抗原抗体的特异性结合
电镜图片
抗原抗体结合示意图
相关仪器介绍
•
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利用生物分子之间的专一性识别或特定的相互作用进行分 离的技术为亲和分离技术
亲和配基是对生物分子具有专一性识别或特定的相互作用 的物质
找与底物专一可逆结 合的配基；
将配基通过共价键偶 联到基质；
配基与底物吸附； 洗脱目标物。
6
亲和纯化技术
亲和层析(Affinity chromatography) 亲和过滤（膜分离） 亲和分配（双水相萃取） 亲和反胶团萃取（反胶团萃取） 亲和沉淀（沉淀） 亲和电泳（电泳）
用的小分子化合物，通过与亲和配基或目标产物的竞争性 结合，洗脱目标产物。 非特异性洗脱通过调节洗脱液的pH、离子强度、离子种类 或温度等降低目标产物的亲和吸附作用。
亲和色谱
亲和层析(Affinity Chromatography，AC)是利用生物大分 子具有对一类生物大分子特异识别和可逆结合的特性而建 立起来的一种分离的色谱方法，也叫做生物亲和或生物特 异性亲和色谱。
磷酸基接到载体上，对甘油醛-3-磷酸 脱氢酶有吸附力。
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配基分子的大小
选用大分子配基。 小分子物质作为配基，载体
和配基间插入一个“手臂” 以消除空间障碍。
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亲和吸附介质的配基
（1）酶的抑制剂 一些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能使酶分
子上的某些必需基团（主要是指酶活性中心上的一些基团） 发生变化，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应 速度降低，能引起这类抑制作用的物质称为酶的抑制剂 （inhibitor）。
通用性配体一般是指特异性不是很强，能和某一类的 蛋白质等生物大分子结合的配体，如各种凝集素（lectine） 可以结合各种糖蛋白，核酸可以结合RNA、结合RNA的蛋 白质等。通用性配体对生物大分子的专一性虽然不如特异 性配体，但通过选择合适的洗脱条件也可以得到很高的分 辨率。而且这些配体还具有结构稳定、偶联率高、吸附容 量高、易于洗脱、价格便宜等优点，所以在实验中得到了 广泛的应用。
概述
生物分子能够区分结构和性质非常接近的其他分子，选择 性地与其中某一种分子相结合，生物分子间的这种特异性 相互作用称为亲和作用。
静电作用、氢键等多种作用力对亲和作用具有影响。 生物分子间的亲和识别包括抗体-抗原、酶-底物、激素-
受体等亲和作用。
常见亲合作用体系
特异性 高特异性
群特异性
亲和体系
亲和配基的选择
组合化学肽库选择亲和配基 目标肽→反义肽→组合合成→亲和筛选→优选序列
噬菌体展示技术 目标蛋白→可结合噬菌体→扩增→多轮筛选单克隆群体→ 氨基酸序列
SELEX技术 随机序列→PCR扩增→特异性结合→重复筛选
亲和洗脱
目标产物的洗脱方法有特异性洗脱和非特异性洗脱。 特异性洗脱剂含有与亲和配基或目标产物具有亲和结合作
是亲和分离技术中最具优势的方法
平衡
混合蛋白样
液
品ห้องสมุดไป่ตู้
带有配体的树 脂珠（或胶粒）
含配体溶液
洗下未结合的 蛋白
收集目的蛋 白
亲和层析的基本特点
1、纯化过程简单、迅速，且分离效率高 2、特别适用于分离纯化一些含量低、稳定性差的生物大
分子 3、纯化倍数大，产物纯度高 4、必须针对某一分离对象制备专一的配基及寻求稳定的
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配基
生物特异性配基 拟生物亲和配基
亲和配基必须具备的条件： 1、专一性识别或特异性作用必须是可逆的 2、结合常数要适当 3、稳定性好，可进行化学改性
专一性和特异性决定着分离纯化的产品纯度 相互作用的强弱决定着吸附和解吸的难易程度
亲和配基的分类
单专一性的小分子配基 基团专一性的小分子亲和配基 专一性的大分子亲和配基 免疫亲和配基 基团专一性的大分子亲和配基
1、离子强度：一般来说，提高离子强度，亲和作用减弱或完 成破坏。
2、PH：在适当的PH下，亲和结合作用较高，在其它PH下， 亲和作用减弱或完成破坏。
3、抑制氢键形成的物质：脲和盐酸胍的存在可减弱亲和作用 4、温度：提高温度，静电作用、氢键、配位键减弱；但是，
疏水性相互作用增强 5、液体离子：SCN-、I-、CIO4-的存在，疏水性相互作用减弱 6、螯合剂：影响配位键，使亲和作用消失
层析条件 5、价格相对较昂贵； 6、在洗脱中，交联在层析介质上的配基可能脱落并进入
产品中，从而造成不良影响，如抗体、染料等配基。
亲和色谱介质的制备
基质的选择 理想的基质应符合下面的要求： 1．极低的非特异性吸附。 2．高度的亲水性。 3．较好的理化稳定性。 4．大量的化学基团能被有效地活化，而且容易和配体结合。 5．适当的多孔性。
一般亲和吸附剂采用的基质有纤维素、聚丙烯酰胺凝 胶、交联葡聚糖、琼脂糖、交联琼脂糖、多孔玻璃珠等。
配基的选择
根据配体对待分离物质的亲和性的不同，可以将其分 为两类：特异性配体（specific ligand）和通用性配体 （general ligand）。
特异性配体一般是指只与单一或很少种类的蛋白质等生 物大分子结合的配体。如生物素和亲和素、抗原和抗体、 酶和它的抑制剂、激素－受体等，它们结合都具有很高的 特异性，用这些物质作为配体都属于特异性配体。配体的 特异性是保证亲和层析高分辨率的重要因素，但寻找特异 性配体一般是比较困难的，尤其对于一些性质不很了解的 生物大分子，要找到合适的特异性配体通常需要大量的实 验。
配基的浓度
对亲和势比较低的时候（KL≥10-4mol/L），增加配基浓 度有利于吸附。
增加亲和柱的长度来提高吸附率。 配基浓度太高使吸附力太强，洗脱困难。 理想的配基浓度为1-10μmol/L。
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配基偶联的位置
配基固定化时，其不参与亲和结合的 部位与载体进行偶联。
腺嘌呤N6-氨基接到载体上，对脱氢 酶和甘油激酶有吸附力。
抗原-单克隆抗体 荷尔蒙－受体蛋白 核酸－互补碱基链段、核酸结合蛋
白 酶－底物、产物、抑制剂
免疫球蛋白－A蛋白、G蛋白 酶－辅酶 凝集素－糖、糖蛋白、细胞、细胞
表面受体 酶、蛋白质-肝素 酶、蛋白质-活性色素（染料） 酶、蛋白质-过渡金属离子（铜、锌
等） 酶、蛋白质－氨基酸（组氨酸等）
影响亲和作用的因素
在生物体内蛋白酶的抑制剂可与蛋白酶的活性部位结 合，抑制酶的活性，必要时保护生物组织不受蛋白酶的损 害。酶的抑制剂在分子大小和形态上分布较广，有天然的 生物大分子，也有小分子化合物。