离子交换柱层析操作(包涵体蛋白)
蛋白纯化过柱具体步骤
蛋白纯化过柱具体步骤
《蛋白纯化过柱具体步骤》
蛋白纯化是生物化学研究中常见的实验技术，通过离子交换柱、亲和层析柱等手段，可以从复杂的混合物中分离纯化目标蛋白。
下面将介绍蛋白纯化过程中的具体步骤。
1. 条件优化
在开始纯化前，重要的第一步是优化实验条件。
这包括确定最佳的缓冲液、pH值、离子浓度和温度等。
这些条件将直接影响到纯化效果和目标蛋白的稳定性。
2. 准备离子交换柱
将离子交换树脂填充到柱中，并将其与离子交换缓冲液预先平衡。
离子交换柱具有吸附和解吸离子的能力，可以根据目标蛋白的特异性选择合适的树脂。
3. 样品负载
将混合物样品加入到经过预平衡的离子交换柱中。
样品中的蛋白将与柱中的树脂发生特定的吸附作用。
4. 柱洗脱
通过逐渐提高离子浓度或使用梯度洗脱缓冲液，将非特异性吸附的杂质从离子交换柱中洗脱。
目标蛋白则因为与柱上树脂的相互作用更强而保留在柱上。
5. 目标蛋白洗脱
选择合适的洗脱缓冲液，通过改变pH值、离子浓度或加入竞争性吸附剂等方法，将目标蛋白从离子交换柱上洗脱下来。
洗脱后的蛋白溶液即为纯化后的目标蛋白。
6. 纯化后处理
对纯化后的目标蛋白进行鉴定和定量分析。
可以使用SDS-PAGE或Western blot等技术来确定纯化效果和蛋白的纯度。
以上就是蛋白纯化过柱的具体步骤。
通过这一系列步骤的操作，可以从复杂的混合物中分离纯化目标蛋白，为后续的生物学研究提供纯净的蛋白样品。
离子交换层析原理步骤详细
离子交换层析原理步骤详细离子交换层析 (Ion Exchange Chromatography, IEC) 是一种常见的分离和纯化技术，广泛应用于生物科学、医药、环境和化学工业等领域。
本文将详细介绍离子交换层析的原理和步骤，并提供相关操作注意事项。
原理离子交换层析是基于离子交换剂与待分离物中的离子之间的相互作用来实现分离纯化的。
离子交换剂通常是一种带有功能基团的固体材料，如离子交换树脂。
当待分离物溶液通过离子交换层析柱时，待分离物中的离子与离子交换剂上的功能基团发生相互作用，使得不同离子具有不同的保留时间，进而实现分离纯化。
离子交换层析可以通过两种模式进行操作：阳离子交换和阴离子交换。
在阳离子交换中，离子交换剂具有负电荷的功能基团，可以吸附带有正电荷的离子，而排斥带有负电荷的离子。
在阴离子交换中，离子交换剂具有正电荷的功能基团，可以吸附带有负电荷的离子，而排斥带有正电荷的离子。
步骤离子交换层析通常包括以下几个步骤：1. 样品预处理在进行离子交换层析之前，需要对待分离样品进行预处理。
这包括将待分离物从其他成分中纯化或富集，并调整其pH值和离子浓度。
2. 选择合适的离子交换剂根据待分离物中的离子类型和性质，选择合适的离子交换剂。
如果待分离物中的离子是带正电荷的，则选择阴离子交换剂；如果待分离物中的离子是带负电荷的，则选择阳离子交换剂。
此外，还需要考虑离子交换剂的大小、形状、孔径和稳定性等因素。
3. 准备离子交换柱将选择的离子交换剂装填到离子交换柱中。
通常，离子交换剂以干燥的形式存在，因此在装填离子交换柱之前需将其充分湿润或反应活化。
4. 样品加载将经过预处理的待分离样品加载到离子交换柱中。
样品溶液会在离子交换柱中与交换剂的功能基团发生相互作用，从而实现分离纯化。
5. 洗脱通过改变洗脱缓冲液的条件，如改变pH值或离子浓度，来洗脱已经吸附在离子交换柱上的离子。
洗脱的条件需要根据待分离物和交换剂之间的相互作用来进行调节。
离子交换层析柱和填料选择指南
平衡 1M
样品 上样体积
梯度洗脱
不结合的分子在 梯度开始前被洗脱
[NaCl]
10–20 CV
5–10 CV 0
柱体积（CV）
图1.使用梯度洗脱的典型IEX分离。
洗涤 高盐洗涤
5 CV
再平衡
紧密结合 的分子在 高盐洗涤 中被洗脱
5–10 CV
蛋白质由含有可以被测定的弱酸和弱碱基团（即电离 基团）。因此，蛋白质的净表面电荷是高度依赖的p H，并将随着环境pH变化而逐渐改变。每种蛋白质都 有其针对pH的独特静电荷关系，这可以被视为滴定 曲线（图2）。这条曲线反映了蛋白质整体净电荷如 何根据环境的pH变化。可以在不同的pH值下利用IEX 以分离具有截然不同电荷性质的多种蛋白。图2显示 如何选择正确的pH（实现令人满意的分最重要参数 之一）。
清洗程序，方案1
用4 CV达到70%的乙醇或30%的异丙醇洗涤。 用至少2 CV的蒸馏水冲洗，直到紫外基线和洗 脱pH稳定。 立即用3 CV的起始缓冲液洗涤（流速与步骤2相 同）。
清洗程序，方案2
用2 CV含有去垢剂的碱或酸溶液洗涤（例如含有 0.1–0.5%非离子型去垢剂的0.1 M乙酸）。 用5 CV 70%乙醇冲洗以去除残留的去垢剂。 用至少2 CV的蒸馏水冲洗（流速与步骤1相同）， 直到紫外基线和洗脱pH稳定。 用3 CV的起始缓冲液洗涤（流速与步骤1相同）。
用于阳离子交换层析的缓冲液
pH间隔
物质
1.4-2.4 2.6-3.6 2.6-3.6 3.3-4.3 3.3-4.3 3.7-4.7 5.1-6.1 4.3-5.3 5.2-6.2 5.6-6.5 6.7-7.7 7.0-8.0 7.8-8.8
马来酸 甲基马来酸 柠檬酸 乳酸 甲酸 琥珀酸 琥珀酸 乙酸 甲基马来酸 MES 磷酸盐 HEPES BICINE
离子交换柱层析操作
离子交换柱层析操作离子交换柱层析在生物分离和纯化中广泛应用，包括蛋白质分离和纯化。
蛋白质通常具有带电的氨基酸残基，可以与柱子上的离子交换基团发生静电相互作用。
在离子交换柱层析中，通过调节溶液的pH值和离子浓度，可以控制蛋白质与柱子上的离子交换基团之间的相互作用，从而实现蛋白质的选择性吸附和洗脱。
1.离子交换柱的选择：根据所要分离的目标分子的特性选择合适的离子交换柱。
离子交换柱可以根据其固定相的性质分为阴离子交换柱和阳离子交换柱，根据离子交换基团的类型分为疏水基团和孔隙基团等。
2.样品预处理：将待分离的样品进行预处理，包括清除杂质、富集目标分子等步骤，以获得较高的纯度和回收率。
3.样品加载：将预处理过的样品溶液加载到离子交换柱上。
样品溶液中的目标分子与离子交换基团之间发生静电相互作用，被柱子上的固定相吸附。
4.柱洗脱：通过调节洗脱缓冲液的pH值、离子浓度或盐浓度等条件，改变目标分子与离子交换基团之间的相互作用，使其从柱子上洗脱下来。
5.纯化目标分子：将洗脱得到的目标分子进一步纯化和收集，可以通过再次进行柱层析、凝胶过滤、电泳等方法进行。
离子交换柱层析操作对于蛋白质的纯化十分重要。
在蛋白质纯化中，可以根据蛋白质的等电点和溶液的pH值选择合适的离子交换柱，实现对特定蛋白质的选择性吸附和洗脱。
通过优化离子交换柱层析操作的条件，可以获得较高纯度和产量的蛋白质。
总结起来，离子交换柱层析操作是一种常用的用于生物分离和纯化的方法。
它利用样品中带电的离子与柱子上的离子交换基团之间的相互作用，实现对生物分子的选择性吸附和洗脱。
离子交换柱层析对于蛋白质的纯化具有重要意义，可以通过调节柱层析条件实现对特定蛋白质的纯化和富集。
离子交换柱层析操作是一种非常有用和广泛应用的生物分离技术。
生化分析实验课离子交换柱层析法
洗脱原理 图
A 280 nm A 280 nm
2
蛋白质分离效果图
1.5
1
0.5
0
0
2
4
6
8 10 12
时间(min)
-0.5
2
1.5
1
0.5
0 0
-0.5
蛋白质分离效果图
5
10
15
20
时间(min)
2、目的与要求
希望通过本次实验要求我们的同学能够了解离子交换柱层析中是如何装 柱、平衡、上样、洗涤、洗脱、收集、测定等柱层析技术的概念和要点。
1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
100℃保温25min，冷却至室温
60％乙醇溶液 A570nm
3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
友情提醒
• （1）、在装柱的同时应接通各仪器电源进行预热，并按要求不 断调试各仪器（如恒流泵的流速、自动部分收集器的时 间设定）。
• （2）、在开始上样之前，必须事先启动部分收集器、并开始进 行收集。
• （3）、在上样和洗涤阶段利用手动方式进行收集，洗涤结束 后，加洗脱液进行洗脱时，当收集管达到所需体积
离子交换柱层析法
一、实验原理与目的要求
1、 实验原理
我们今天所用的阳离子交换剂（树脂）；它的本质其实就是一类高 分子物质。这类高分子物质的一个明显的特点就是，它含有一些可以解离 的基团，例如–SO3H；–COOH等，而这些解离基团可以和溶液中的离子 产生 交换反应。
离子交换柱层析操作
离子交换柱层析操作规程（可溶性蛋白）1.装柱：1.1 取出层析柱，用去离子水冲洗干净，连接好管子后固定柱子；1.2用水冲洗层析柱3-5次，每次10ml去离子水；1.3取出填料，静止至室温后，根据需要用移液器取出3-5ml的填料进行装柱，1.4用去离子水冲洗填料5个柱体积；2.柱的平衡与上样：2.1用0.02M TB bufferA 缓冲液(PH7.6)平衡Ni柱，直至流出液的pH为7.6；2.2对处理的样品进行过滤后，缓慢上样让蛋白充分结合；3洗杂蛋白：3.1用0.02M TB bufferA 缓冲液(PH7.6)过柱，清洗没有结合到层析柱上的杂蛋白，至流出液与缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.2用含10mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含10mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.3用含20mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含20mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.4用含40mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含40mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.5用含60mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含60mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.6用含80mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含80mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.2用含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；（具体的洗脱梯度需根据实验自行调整）4解离目的蛋白：4.1用含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；4.2 用含200mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含200mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；4.3 用含500mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含500mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；4.4用含1000mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含1000mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul 做SDS-PAGE检测；（具体的洗脱梯度需根据实验自行调整）5.柱的清洗与保存：5.1用含1000mMNaCL的TB bufferA缓冲液（PH7.6）以冲洗层析柱，共冲洗30ml；5.2用浓度为1.5M的NaCl溶液冲洗层析柱，共冲洗30ml；5.3用过滤去离子水冲洗50ml；5.4用20%乙醇冲洗30ml后于4℃20%乙醇中保存。
蛋白质凝胶层析柱的洗脱顺序
蛋白质凝胶层析柱的洗脱顺序蛋白质凝胶层析是一种常用的蛋白质分离纯化技术，其原理是利用凝胶层析柱中的凝胶颗粒与蛋白质之间的物理化学互作用实现蛋白质的分离和纯化。
在蛋白质凝胶层析中，洗脱顺序是非常重要的，不同的洗脱顺序会对分离和纯化的效果产生明显的影响。
下面将详细介绍几种常用的蛋白质凝胶层析柱的洗脱顺序。
一、离子交换层析离子交换层析是一种利用离子交换树脂分离和纯化蛋白质的方法。
在离子交换层析中，蛋白质与树脂之间的相互作用是通过蛋白质和树脂之间的电荷相互吸引而实现的。
树脂表面带有固定电荷，蛋白质通常具有正电荷或负电荷，因此它们可以相互吸附在树脂上。
洗脱时，通常采用逐渐增加或减少盐浓度的方法，通过改变离子强度来控制蛋白质的吸附与解吸，实现蛋白质的分离和纯化。
离子交换层析的洗脱顺序通常分为以下几步：1. 预洗：用高盐缓冲液清洗层析柱，去除附着在树脂上的亲和物质和非特异性吸附物。
2. 去除杂质：使用低盐缓冲液洗脱非特异性吸附物，如组织碎片、细胞碎片和核酸等。
3. 分级洗脱：从低盐到高盐逐渐增加缓冲液中的离子浓度，根据蛋白质的亲和性和亲和强度，逐渐洗脱目标蛋白质。
4. 再生：在蛋白质完全洗脱之后，使用高盐缓冲液再次洗脱树脂上的杂质和非特异性吸附物。
5. 平衡：用平衡缓冲液平衡层析柱，使其恢复初始的交换能力。
二、尺寸排阻层析尺寸排阻层析是一种根据蛋白质的大小差异来分离和纯化蛋白质的方法。
在尺寸排阻层析中，凝胶层析柱中的凝胶颗粒具有固定的孔径，大分子蛋白质无法进入凝胶颗粒内部，而小分子蛋白质则可以进入凝胶颗粒内部。
因此，大分子蛋白质会流经凝胶颗粒，而小分子蛋白质会进入凝胶颗粒内部，实现二者的分离。
尺寸排阻层析的洗脱顺序通常分为以下几步：1. 预洗：用高盐缓冲液清洗层析柱，去除附着在凝胶颗粒表面的亲和物质和非特异性吸附物。
2. 去除杂质：使用低盐缓冲液洗脱非特异性吸附物，如细胞碎片、核酸等。
3. 分级洗脱：从大孔径到小孔径逐渐减少缓冲液中的孔径，根据蛋白质的大小差异，逐渐洗脱目标蛋白质。
离子交换层析操作方法
离子交换层析操作方法离子交换层析（Ion Exchange Chromatography）是一种常用的分离和纯化生物大分子的方法，例如蛋白质、核酸等。
其原理是利用固定在固相上的离子交换剂与样品中的离子之间发生物理吸附和解离平衡，通过调节其溶剂系统、pH值、盐浓度等条件，使样品中的不同离子以不同的速率从固相上解离下来，从而实现分离目标分子的目的。
离子交换层析操作可以分为以下几个步骤：1. 样品处理：样品的处理对于离子交换层析的成功与否至关重要。
通常情况下，样品需要经过蛋白质提取等步骤，获得纯净的样品溶液。
如果样品中含有较高浓度的盐类等杂质，可以通过浓缩、洗涤等方法去除。
2. 选择合适的离子交换剂：离子交换剂的选择是根据样品中所含离子的性质来决定的。
对于阴离子，通常选择带有正电荷的阳离子交换剂（如硫酸树脂、乙二胺树脂等）；对于阳离子，通常选择带有负电荷的阴离子交换剂（如盐酸树脂、硝酸树脂等）。
3. 准备离子交换柱：选择合适的柱子尺寸和填充物，通常为高分子量亲水性凝胶。
将填充物装入离子交换柱中，并保持均匀填充。
4. 培养条件：根据样品特性和目的，设置适当的培养条件。
其中包括pH值、溶剂系统和盐浓度。
这些条件的选择需要根据样品的性质（酸碱性，亲水性等）和需要分离的目标纯化物的性质来确定。
5. 样品加载：将经过处理的样品加入离子交换柱，采用适当的流速保持平衡。
溶剂的选择和流速的控制主要是为了交换离子的速率与静电吸附的速率之间达到适当的平衡。
6. 洗脱：通过改变培养条件或溶剂梯度洗脱目标分离物和杂质。
通常使用梯度洗脱的方式，即梯度调整溶剂中的离子浓度，以促进目标物质逐步从离子交换剂上脱附。
7. 浓缩和储存：将洗脱得到的目标分离物浓缩并储存。
离子交换层析操作常见的问题及解决方案：1. 样品中存在杂质：可以通过前处理步骤（如超滤、浓缩等）进行预处理，去除杂质，以保证在交换剂上发生特异性吸附。
2. 分离效果不佳：可以通过改变溶剂系统、pH值或盐浓度等因素来优化分离条件，选取合适的条件以提高分离效果。
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离子交换柱层析操作
（包涵体蛋白）
1.装柱：
1.1 取出层析柱，用去离子水冲洗干净，连接好管子后固定柱子；
1.2用水冲洗层析柱3-5次，每次10ml去离子水；
1.3取出填料，静止至室温后，根据需要用移液器取出3-5ml的填料进行装柱，
1.4用去离子水冲洗填料5个柱体积；
2.柱的平衡与上样：
2.1用0.02M TB bufferB 缓冲液(PH7.6)平衡Ni柱，直至流出液的pH为7.6；
2.2对处理的样品进行过滤后，缓慢上样让蛋白充分结合；
3洗杂蛋白：
3.1用0.02M TB bufferB 缓冲液(PH7.6)过柱，清洗没有结合到层析柱上的杂蛋白，至流出液与缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.2用含10mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含10mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
3.3用含20mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含20mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
3.4用含40mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含40mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
3.5用含60mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含60mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
3.6用含80mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含80mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
3.2用含100mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流
出液与含100mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
（具体的洗脱梯度需根据实验自行调整）
4解离目的蛋白：
4.1用含100mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含100mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
4.2 用含200mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含200mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
4.3 用含500mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含500mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；
4.4用含1000mM咪唑的TB bufferB 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含1000mM咪唑的TB bufferB 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul 做SDS-PAGE检测；
（具体的洗脱梯度需根据实验自行调整）
5.柱的清洗与保存：
5.1用含1000mM咪唑的缓冲液B（PH7.6）以冲洗层析柱，共冲洗30ml；
5.2用浓度为1.5M的NaCl溶液冲洗层析柱，共冲洗30ml；
5.3用过滤去离子水冲洗50ml；
5.4用20%乙醇冲洗30ml后于4℃20%乙醇中保存。