生物大分子分离纯

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生物大分子的分离纯化(透析、超滤、冷冻干燥)

生物大分子的分离纯化(透析、超滤、冷冻干燥)

生物大分子的分离纯化(透析、超滤、冷冻干燥)生物大分子的分离纯化(透析、超滤、冷冻干燥)2. 透析自Thomas Graham 1861年发明透析方法至今已有一百多年。

透析已成为生物化学实验室最简便最常用的分离纯化技术之一。

在生物大分子的制备过程中,除盐、除少量有机溶剂、除去生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术。

透析只需要使用专用的半透膜即可完成。

通常是将半透膜制成袋状,将生物大分子样品溶液置入袋内,将此透析袋浸入水或缓冲液中,样品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋内,而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外,直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。

保留在透析袋内未透析出的样品溶液称为"保留液",袋(膜)外的溶液称为"渗出液"或"透析液"。

透析的动力是扩散压,扩散压是由横跨膜两边的浓度梯度形成的。

透析的速度反比于膜的厚度,正比于欲透析的小分子溶质在膜内外两边的浓度梯度,还正比于膜的面积和温度,通常是4℃透析,升高温度可加快透析速度。

透析膜可用动物膜和玻璃纸等,但用的最多的还是用纤维素制成的透析膜,目前常用的是美国Union Carbide (联合碳化物公司)和美国光谱医学公司生产的各种尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋内的生物大分子的最小分子量,缩写为MwCO)通常为1万左右。

商品透析袋制成管状,其扁平宽度为23 mm~50 mm不等。

为防干裂,出厂时都用10%的甘油处理过,并含有极微量的硫化物、重金属和一些具有紫外吸收的杂质,它们对蛋白质和其它生物活性物质有害,用前必须除去。

可先用50%乙醇煮沸1小时,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氢钠和0.001 mol/L EDTA溶液洗涤,最后用蒸馏水冲洗即可使用。

实验证明,50%乙醇处理对除去具有紫外吸收的杂质特别有效。

使用后的透析袋洗净后可存于4℃蒸馏水中,若长时间不用,可加少量NaN2,以防长菌。

生物大分子分离与纯化技术

生物大分子分离与纯化技术

生物大分子分离与纯化技术是生物学、生物医学和生物工程领域中非常重要的技术之一。

它可以用于提取和分离生物大分子,从而达到纯化的目的。

本文将着重探讨的原理、方法和应用。

一、原理在生物细胞中,不同的生物大分子有着不同的形态、结构和性质。

为了分离和纯化这些生物大分子,需要利用它们的理化性质差异。

例如,蛋白质可以通过电泳分离,根据电荷、分子量等差异分离出不同的成分;核酸则可以通过浓度梯度离心分离,根据密度差异分离出单独的成分。

还有一些生物大分子,如多肽、糖类、脂质等,可以通过其他特殊方法分离。

二、方法1. 柱层析法柱层析法是中常用的重要方法之一。

它利用固定相(柱子中的树脂)和流动相(洗脱缓冲液)之间的相互作用来分离和纯化生物大分子。

根据固定相和洗脱缓冲液的不同性质,可以选择不同的柱层析方法,例如离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析等。

2. 电泳法电泳法是基于生物大分子的电荷差异和分子量差异的原理,将不同的生物大分子分离并捕获的技术。

根据电泳介质、运行方式以及电场的不同条件,可以选择不同的电泳方法,如蛋白质电泳、DNA电泳、脂质电泳等。

3. 超滤法超滤法是利用微孔过滤膜的不同截留分子量,将生物大分子按照大小分离纯化的技术。

超滤法分为正压式和负压式,正压式是通过液体压力将生物大分子向膜孔内压缩,从而分离得到小分子;负压式是通过负压将大分子向膜孔内吸附,难以通过的是大分子。

4. 溶剂萃取法溶剂萃取法是将生物大分子从混合物中溶解到特定的有机溶剂中,然后通过反萃取、扩散等工艺,使它在不同相中转移、分离和纯化的方法。

5. 其他方法生物大分子的分离和纯化方法还有一些其他方法,例如磁性珠法、浓缩法、冷冻干燥法等。

三、应用在生物医学、生物工程、食品工业、环境保护和新能源开发等领域中有广泛的应用。

具体来说,1. 生物医学领域生物医学领域的应用主要是分离和纯化蛋白质和多肽类物质,如酶、抗体、激素、血浆蛋白等。

这些物质可以作为药物、诊断试剂、生物治疗的原材料等。

生物大分子分离纯化技术(159页)

生物大分子分离纯化技术(159页)
沉降a动力学的b等密度的流体动力流体动力流体动力流体动力机械作用静电引力静电引力静电引力静电引力静电引力电动力静电引力电动力渗透力流体动力温度梯度重力结晶格子能重力离心力离心力表面能范德瓦氏力位阻效应静电引力极化度分子筛效应扩散偶极作用缔合和解离效应渗透作用渗透缔合和解离效应分子摩擦力极化度动电作用分子摩擦力极化度动电作用表面能分子筛效应分子摩擦效应分子筛效应电动力分子筛效应分子筛效应表面能吸附分子摩擦效应扩散分子摩擦效应f2f2f2f2f2f1f1f1和和f2平衡作用f1f1和和f2f2f2f2f1f1平衡作用极性位阻因素离子性质分子大小极性因素分子大小极性因素离子性质离子性质离子性质分子大小离子性质离子性质分子大小离子性质分子大小分子大小分子大小分子大小形状分子大小分子大小介质密度细胞外液细胞内液发酵液预处理细胞分离细胞破碎碎片分离提取精制成品制作加热过滤匀浆法离心沉淀重结晶浓缩调ph离心研磨法双水相吸附离子交换干燥絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌过滤超滤膜分离成型结晶图11生物工业下游技术一般工艺过程三
亲和色谱法由于具有极高的生物特异性,分离目的物受到理 化性质相似的杂质干扰极少,能从比较复杂的组织抽提液或细菌 发酵液中一步提取分离出所需的物质,提纯倍数可达一百倍以上 。
早期分离提纯的方法,选择的原则一般是从低分辨能力到高分 辨能力,而且负荷量较大为合适。但随着许多新技术的建立,一 个特异性方法其分辨能力越高,便意味着提纯步骤的简化,提纯 步骤的减少,回收率越高,具有生理活性物质变性的危险性就越 少。
制备物均一性的鉴定
对一个新分离的物质是否纯,常用“均一性 ”表示,均一性即指所获得的制备物只具有一 种完全相同的成分。蛋白质均一性常用的几种 鉴定方法:
1.溶解度法: 2.电泳均一性的测定法: 3.高速离心沉淀法:

生物大分子的纯化和分析方法

生物大分子的纯化和分析方法

生物大分子的纯化和分析方法生物大分子是生命体系中最基本的组成部分,其中包括蛋白质、核酸、多糖等。

纯化和分析这些生物大分子是生物学研究的重要内容之一。

本文将介绍常用的生物大分子纯化和分析方法。

一、蛋白质的纯化方法1.盐析法盐析法是最常用的蛋白质分离方法之一。

通过加入盐类来改变水的离子强度以影响蛋白质的溶解度,从而将蛋白质与其他分子分离出来。

这种方法适用于分子量较大的蛋白质,对于小分子蛋白质效果不佳。

2.层析法层析法依据化学性质和大小形状的差异来分离蛋白质。

常用的层析法包括凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析和逆相层析等。

3.电泳法电泳法是将蛋白质在电场中移动分离的方法,常用的电泳方式有SDS-PAGE和2D-PAGE。

二、核酸的纯化方法1.硅胶凝胶柱层析法硅胶凝胶柱层析法通过核酸与硅胶上化学键接触而吸附在柱胶上,不同大小的核酸在这些化学键上停留的时间不同,从而实现核酸的分离。

2.等电点电泳法等电点电泳法根据核酸的等电点,将核酸在特定电位下移动,分离出不同等电点的核酸,适用于分离等电点差异较大的核酸。

3.差示电泳法差示电泳法利用核酸在电场下移动速度的不同,将不同大小、结构和电性的核酸分离。

三、多糖的纯化方法1.醇沉法醇沉法是将多糖溶液中的酒精浓度逐渐提高,使得多糖从水溶解态转为沉淀态的方法。

2.凝胶过滤层析法凝胶过滤层析法利用多糖分子的差异性,在凝胶中筛选分子大小相似的多糖物质。

3.亲和层析法亲和层析法是一种采用选择性结合的谷蛋白或其他多糖结合剂来分离多糖的方法。

结论生物大分子的纯化和分析方法多种多样,常用的方法有盐析法、层析法、电泳法、醇沉法、差示电泳法等。

选择合适的方法能够有效地纯化和分离目标大分子,为生物学研究提供了重要的帮助。

生物大分子的纯化和结构分析

生物大分子的纯化和结构分析

生物大分子的纯化和结构分析在生物学研究中,大分子是一个非常重要的研究对象。

它们是生物体内一些重要的分子,如蛋白质、核酸、糖类等。

这些大分子的复杂性和多样性使得它们的纯化和结构分析非常具有挑战性。

本文将探讨生物大分子的纯化和结构分析的基本原理和方法。

一、生物大分子的纯化生物大分子的纯化是生物学研究中的一个基础性实验步骤,也是研究生物大分子结构和功能的前提。

生物大分子的纯化就是把它们从其他生物体内分子中分离出来,使其达到一定的纯度,以满足后续的结构和功能研究需要。

其中,蛋白质纯化是生物学研究中的一个重要问题之一,因为蛋白质是生物体内最为重要的大分子之一。

1.1 分离方法生物大分子的纯化需要一系列的实验分离步骤。

根据大分子的化学性质和生物来源不同,分离方法也有所不同。

主要的方法包括:(1)分子排斥色谱(size exclusion chromatography):根据分子的大小分离。

(2)离子交换色谱(ion exchange chromatography):根据分子的电荷差异分离。

(3)亲和色谱(affinity chromatography):根据分子的特异配体分离。

(4)逆向相色谱(reverse-phase chromatography):根据分子的疏水性分离。

1.2 纯度检测生物大分子的纯度检测是生物学研究中的一个关键环节。

生物大分子的结构和功能的研究都需要高纯度的样品。

目前常用的纯度检测方法有:(1)SDS-PAGE:钠二十硫酸聚丙烯酰胺凝胶电泳。

(2)Western blotting:蛋白质的免疫印迹。

(3)UV吸收光谱:在280纳米处进行吸光度检测。

二、生物大分子的结构分析生物大分子的结构分析是生物学研究中一个非常重要的研究领域,因为分子的结构直接关系到其功能。

目前,生物大分子的结构分析主要有两种方法:晶体学和核磁共振。

2.1 晶体学晶体学是生物大分子结构分析的传统方法。

该方法要求分子能够形成晶体,然后通过X射线衍射得到分子的三维结构。

生物大分子的分离纯化

生物大分子的分离纯化

生物大分子的分离纯化由于生物体的组成成分是如此复杂,数千种乃至上万种生物分子又处于同一体系中,因此不可能有一个适合于各类分子的固定的分离程序,但多数分离工作关键部分的基本手段是相同的。

为了避免盲目,节省实验探索时间,要认真参考和借鉴前人的经验,少走弯路。

常用的分离纯化方法和技术有:沉淀法(包括:盐析、有机溶剂沉淀、选择沉淀等)、离心、吸附层析、凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析、快速制备型液相色谱以及等电聚焦制备电泳等。

本章以介绍沉淀法为主。

1 沉淀法沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。

沉淀法(即溶解度法)操作简便,成本低廉,不仅用于实验室中,也用于某些生产目的的制备过程,是分离纯化生物大分子,特别是制备蛋白质和酶时最常用的方法。

通过沉淀,将目的生物大分子转入固相沉淀或留在液相,而与杂质得到初步的分离。

此方法的基本原理是根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的,不同溶解度的产生是由于溶质分子之间及溶质与溶剂分子之间亲和力的差异而引起的,溶解度的大小与溶质和溶剂的化学质及结构有关,溶剂组分的改变或加入某些沉淀剂以及改变溶液的pH 值、离子强度和极都会使溶质的溶解度产生明显的改变。

在生物大分子制备中最常用的几种沉淀方法是:⑴中盐沉淀(盐析法):多用于各种蛋白质和酶的分离纯化。

⑵有机溶剂沉淀:多用于蛋白质和酶、多糖、核酸以及生物小分子的分离纯化。

⑶选择沉淀(热变沉淀和酸碱变沉淀):多用于除去某些不耐热的和在一定pH值下易变的杂蛋白。

⑷等电点沉淀:用于氨基酸、蛋白质及其他两物质的沉淀,但此法单独应用较少,多与其他方法结合使用。

⑸有机聚合物沉淀:是发展较快的一种新方法,主要使用PEG聚乙二醇(Polyethyene glycol)作为沉淀剂。

1.1 中盐沉淀(盐析法)在溶液中加入中盐使生物大分子沉淀析出的过程称为"盐析"。

除了蛋白质和酶以外,多肽、多糖和核酸等都可以用盐析法进行沉淀分离,20%~40%饱和度的硫酸铵可以使许多病毒沉淀,43%饱和度的硫酸铵可以使DNA和rRNA沉淀,而tRNA保留在上清。

分离纯化方法

分离纯化方法

分离纯化方法分离纯化方法是化学和生物学实验中非常重要的步骤,它可以帮助我们从混合物中提取出所需的物质,并使其纯度达到要求。

在实验室中,我们常常需要用到各种不同的分离纯化方法,下面将介绍几种常见的方法及其原理。

一、过滤法。

过滤法是一种常见且简单的分离纯化方法,通过不同孔径的滤膜或滤纸,可以将混合物中的固体颗粒或大分子物质分离出来。

这种方法适用于颗粒较大的混合物,操作简便,但不能用于分离溶液中的溶质。

二、结晶法。

结晶法是将溶液中的溶质通过结晶的方式分离出来,其原理是在适当的条件下,使溶质在溶剂中结晶沉淀出来,再通过过滤或离心等方法将其分离出来。

结晶法适用于固体溶解于液体中的情况,可以得到较高纯度的物质。

三、萃取法。

萃取法是利用两种不相溶的溶剂对混合物进行萃取,通过两种溶剂对不同成分的亲和力不同的特点,将混合物中的不同成分分离出来。

这种方法适用于有机物的提取和分离,可以得到较高纯度的溶质。

四、色谱法。

色谱法是一种高效的分离纯化方法,通过在固定相上的移动相的作用下,将混合物中的成分分离出来。

色谱法可以根据不同成分的在固定相上的吸附性能不同来实现分离,适用于各种化合物的分离和纯化。

五、电泳法。

电泳法是利用物质在电场中的迁移速度不同来实现分离的方法,适用于分离带有电荷的生物大分子,如蛋白质、核酸等。

电泳法可以根据物质的大小和电荷来实现不同成分的分离,是生物学实验中常用的分离纯化方法之一。

六、超滤法。

超滤法是利用超滤膜对混合物进行分离的方法,适用于分离分子量较大的溶质。

通过超滤膜的筛选作用,可以将溶质分离出来,得到较高纯度的物质。

以上介绍了几种常见的分离纯化方法及其原理,每种方法都有其适用的范围和特点,实验中需要根据具体情况选择合适的方法进行操作。

在实验过程中,还需要注意对操作条件的控制,以确保分离纯化的效果和纯度达到要求。

希望以上内容对大家有所帮助,谢谢阅读!。

生物大分子的纯化与鉴定技术

生物大分子的纯化与鉴定技术

生物大分子的纯化与鉴定技术生物大分子是生命体内最基本的组成元素之一,包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。

它们的结构和功能对于生物体的发育、代谢、传递遗传信息等方方面面都有着非常重要的作用。

因此,对它们进行纯化和鉴定是生物学和生命科学研究中不可或缺的重要步骤。

一、蛋白质的纯化与鉴定技术1. 活性层析技术活性层析是从混合样品中纯化蛋白质的一种常用技术。

它基于蛋白质与特定配体之间的互相作用,利用这种相互作用把想要纯化的蛋白质从混合物中分离出来。

这种方法不仅可以分离出单一种类的蛋白质,还可以根据蛋白质与配体的亲和性进行分层次纯化。

同时,利用不同的配体也能够分离出不同功能的酶,从而进一步扩大了对蛋白质的纯化范围。

2. 离子交换层析技术离子交换层析是一种基于蛋白质电荷的分离方法。

它利用固定在树脂表面上的离子,通过与蛋白质表面的离子相互作用,将蛋白质从混合物中分离出来。

这种方法常常用于分离带有不同电荷的蛋白质,以及酸性和碱性细胞因子等物质。

3. 尺寸排除层析技术尺寸排除层析技术是一种基于蛋白质大小的分离方法。

它通过让大分子在固定相中的孔隙中滞留时间长,从而将大分子和小分子分离出来。

这种方法通常用于分离相对分子质量较大的蛋白质,如重组蛋白、抗体等。

4. 逆相高效液相色谱技术逆相高效液相色谱是一种基于蛋白质亲水性的分离方法。

它利用逆相柱的反相作用,将亲水性较小的蛋白质从混合物中分离出来。

这种方法常常被用于提纯高表达体系中的蛋白质。

5. SDS-PAGE和Western Blotting技术SDS-PAGE是一种基于蛋白质质量和电荷的分离技术,通过在凝胶中加入SDS(十二烷基硫酸钠)和还原剂,可以使不同电荷和大小的蛋白质变得相同,从而进行准确的大小分离。

Western Blotting是一种检测蛋白质表达的方法,它利用特异性抗体将蛋白质分子分离出来,并将其转移到膜上,然后通过特异性抗体进一步检测目标蛋白质的表达量。

二、核酸的纯化与鉴定技术1. 常规离心技术常规离心技术是一种对复杂混合物进行分离和预纯化的方法,通过调整离心速度和离心时间,将不同大小和形状的细胞组分分离出来。

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粗蛋白
纯 化 蛋 白
活性的检验
• 根据不同的蛋白酶的不同结构,有相对的 药品进行检验,造成颜色反应等。 • 如谷丙转氨酶加丙氨酸和a-酮戊二酸,生成 丙酮酸和谷氨酸,再加显色剂2,4-二硝基 苯肼生成丙酮酸二硝基苯肼,用比色法, 可计算其活性。
纯化蛋白 标准蛋白
SDS凝胶 电泳 根据与标准蛋 白的比对鉴定 出蛋白
3) 酶解法:利用各种水解酶,如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶 和酯酶等,于37℃,pH8,处理15分钟,可以专一性地将细胞 壁分解。 4) 有机溶剂处理法:利用氯仿、甲苯、丙酮等脂溶性溶剂或 SDS(十二烷基硫酸钠)等表面活性剂处理细胞,可将细胞膜 溶解,从而使细胞破裂,此法也可以与研磨法联合使用。
生物大分子的提取
加磷酸缓冲溶液、再加硫酸铵饱和溶液。要在搅拌下缓 慢匀少量多次地加入尽量避免局部硫酸铵浓度过大而造 成不应有的蛋白质沉淀。
在低浓度硫酸铵中盐析可采用离心分离。
转移
离心
匀浆液+ 药品混匀
粗蛋白
等电点沉淀技术 许多蛋白质在其等电点(pI)处净电荷为零, 溶解 度最低,可以沉淀出来。故选用适当 的缓冲液,调节pH,可将目的物以沉淀状 态分离,再重新溶于适当的缓冲液,以供 进一步纯 可尝试调配pi=6.2 ,沉淀所需蛋白。
分离纯化
• 刚提取得到的大分子物质,往往是粗制品, 含有许多杂质,必须进一步分离纯化。分 离提纯各种生物大分子,主要根据各种物 质的分子大小、溶解度、带电性、亲和力 大小等差异,选用有机溶剂沉淀,等电点 沉淀,盐析,层析,电泳,超离心,吸附, 结晶等方法
分离 纯化
刚提取得到的大分子物质,往往是粗制品,含有许多 杂质,必须进一步分离纯化。分离提纯各种生物大分 子,主要根据各种物质的分子大小、溶解度、带电性、 亲和力大小等差异,选用有机溶剂沉淀,等电点沉淀, 盐析,层析,电泳,超离心,吸附,结晶等方法。
电荷性质的差异
离子交换层析法 凝胶过滤法
电泳法
分子大小形状差异
超滤法 离心法
透析法 沉 淀 法 盐析 有机溶剂沉淀 选择性沉淀
溶解度差异
分配层析 萃取 结晶
产品处理
• 浓缩、干燥
• 经过分离、纯化得到的提取液有时很稀,体积较 大,需要采用蒸馏法、冰冻法、吸收法、超滤法 等,去除水分而浓缩、干燥。
• 保存
一、生物大分子的分离与纯化技术
二、肝酶提取
引言
在自然科学,尤其是生命科学高度发展 的今天,蛋白质、酶和核酸等生物大分子的 结构与功能的研究是探求生命奥秘的中心课 题,而生物大分子结构与功能的研究,必须 首先解决生物大分子的制备问题,有能够达 到足够纯度的生物大分子的制备工作为前题, 结构与功能的研究就无从谈起。然而生物大 分子的分离纯化与制备是一件十分细致而困 难的工作。
蛋白的纯化
• 层析: • 离子交换层析:定相是具有固定电荷的离子交换剂, 动相是具有不同PH值和离子强度的溶液 • 凝胶层析:又称凝胶过滤、分子筛层析、凝胶渗透层 析等。主要是根据多孔凝胶对不同大小分子的排阻效 应不同而进行分离的。ห้องสมุดไป่ตู้• 吸附层析:主要根据物质对活性固体表面吸附亲和力 的差异来分离。 • 分配层析:是根据素质在定相中溶解度的差异或在 定相和动相中溶解度的差异来进行分离的 • 亲和层析:是根据生物大分子的生物特异性吸附来进 行分离的。
(3)化学与生物化学方法:
1) 自溶法:将新鲜的生物材料存放于一定的pH和适当的温度 下,细胞结构在自身所具有的各种水解酶(如蛋白酶和酯酶等) 的作用下发生溶解,使细胞内含物释放出来。 2) 溶胀法:细胞膜为天然的半透膜,在低渗溶液和低浓度的稀 盐溶液中,由于存在渗透压差,溶剂分子大量进入细胞,将细 胞膜胀破释放出细胞内含物。
移 入 匀 浆 器
蛋白质的粗提
原 理 中性盐类能破坏溶液中蛋白分子表面的 双电层和水膜,从而使蛋白质从溶液中 凝聚沉淀析出。(但沉淀不同的蛋白质 所需盐类的浓度不同。例如,50%饱和 的硫酸铵能使血清中的球蛋白沉淀,而 33%饱和的硫酸铵则使γ-球蛋白沉淀。) 因此,可根据所要分离的蛋白质,选择 不同饱和度的硫酸铵溶液进行盐析。
结构的蛋白质中具有三级结构的球蛋白
• 结合酶:分蛋白质部分:酶蛋白(apoenzyme)和辅助因子
(cofactor),辅助因子中含金属离子、小分子化合物
• PI:等电点:在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子
和阴离子的趋势及程度相等,所带净电荷为零,呈电中性, 此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。
“提取”是在分离纯化之前将经过预处理或破碎的细胞置于溶剂中,使 被分离的生物大分子充分地释放到溶剂中,并尽可能保持原来的天然状 态不丢失生物活性的过程。 影响提取的因素主要有: 目的产物在提取的溶剂中溶解度的大小;
由固相扩散到液相的难易;
溶剂的pH值和提取时间等。 通常:极性物质易溶于极性溶剂,非极性物质易溶于非极性溶剂;
取动物肝脏组织
凝胶电泳鉴定提取纯度
制作组织浆液
实验主要流程
活性的检验
所需蛋白的粗提
蛋白的纯化
取动物肝脏组织
• 材料选择。选取新鲜的,饥饿24小时的动 物的肝脏,生理盐水多次洗涤,低温保存。
制作组织浆液
取新鲜动物肝脏剪碎 冰放进培养皿中
为减低研磨或匀浆过程中发热,所用 器皿和溶液需要预冷
匀浆液
过滤
生物材料选择
制备生物大分子,首先要选择适当的生物材料。材料的来源 无非是动物、植物和微生物及其代谢产物。 选择的材料应含量高、来源丰富、制备工艺简单、成本 低,尽可能保持新鲜,尽快加工处理。 动物组织要先除去结缔组织、脂肪等非活性部分,绞碎 后在适当的溶剂中提取,如果所要求的成分在细胞内,则要先 破碎细胞。 植物要先去壳、除脂。 微生物材料要及时将菌体与发酵液分开。 生物材料如暂不提取,应冰冻保存。动物材料则需深度 冷冻保存。
什么是生物大分子?
生物体内结构具有一定的规律 性,由基本结构单位按一定顺序和 方式连接而形成的多聚体称为生物 大分子。其分子量一般大于10000。 有:蛋白质(包括酶)、多聚糖和核 酸类化合物等。
生物大分子分离纯化的特殊性
• ⑴生物材料的组成极其复杂,常常包含有数百种 乃至几千种化合物。 • ⑵许多生物大分子在生物材料中的含量极微, 分离纯化的步骤繁多,流程长。 • ⑶许多生物大分子一旦离开了生物体内的环境 时就极易失活,因此分离过程中如何防止其失活, 就是生物大分子提取制备最困难之处。 • ⑷生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的, 温度、pH值、离子强度等各种参数对溶液中各种 组成的综合影响,很难准确估计和判断。
(2)物理法:
1) 反复冻融法:将待破碎的细胞冷至-15℃到-20℃,然 后放于室温(或40℃)迅速融化,如此反复冻融多次,由于 细胞内形成冰粒使剩余胞液的盐浓度增高而引起细胞溶胀 破碎。 2) 超声波处理法:此法是借助超声波的振动力破碎细胞壁 和细胞器。破碎微生物细菌和酵母菌时,时间要长一些。 3) 压榨法:这是一种温和的、彻底破碎细胞的方法。在 1000×105Pa~2000×105Pa 的高压下使细胞悬液通过一 个小孔突然释放至常压,细胞将彻底破碎。 4) 冷热交替法:从细菌或病毒中提取蛋白质和核酸时可用 此法。在90℃左右维持数分钟,立即放入冰浴中使之冷却, 如此反复多次,绝大部分细胞可以被破碎。
碱性物质易溶于酸性溶剂,酸性物质易溶于碱性溶剂;
温度升高,溶解度加大; 远离等电点的pH值,溶解度增加。
提取时所选择的条件应有利于目的产物溶解度的增加和保持其生物活性。
⑴ 水溶液提取:蛋白质和酶的提取一般以水 溶液为主。稀盐溶液和缓冲液对蛋白质的稳 定性好,溶解度大,是提取蛋白质和酶最常 用的溶剂。 ⑵ 有机溶剂提取:一些和脂类结合比较牢固 或分子中非极性侧链较多的蛋白质和酶难溶 于水、稀盐、稀酸、或稀碱中,常用不同比 例的有机溶剂提取。
• 保存应在低温避光环境下,有时还需加入防腐剂 或稳定剂,防止生物大分子变性失活。
肝酶分离纯化与鉴定
• 设计从动物肝组织中分离、提取、纯 化、和鉴定一种酶(该酶由不同的亚基组 成,为结合酶,pI=6.2)的技术路线,并说 明试验各步骤的原理
相关问题
• 亚基:组成蛋白质四级结构最小的共价单位,是指四级
组织细胞的破碎
不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织,其细胞破 碎的难易不一,使用的方法也不相同,如动物脏器的细胞 膜较脆弱,容易破碎,植物和微生物由于具有较坚固的纤 维素、半纤维素组成的细胞壁,要采取专门的细胞破碎方 法。
(1)机械法:
1) 研磨:将剪碎的动物组织置于研钵或匀浆器中,加入少 量石英砂研磨或匀浆。 2) 组织捣碎器:这是一种较剧烈的破碎细胞的方法,通常 可先用家用食品加工机将组织打碎,然后再用 10000r/min~20000r/min的内刀式组织捣碎机(即高速分 散器)将组织的细胞打碎。
设计思路
• 前期准备 初级提取分离 精细分离纯化 生物材料的选择 及预处理 组织与细胞破碎 纯度鉴定
产物处理
前期准备
一、明确目的和要求 二、了解的生物大分子的物学性质
1)在水和各种有机溶剂中的溶解性。 2)在不同温度、pH 值和各种缓冲液中生物大分子的 稳定性 3)固态时对温度、含水量和冻干时的稳定性。 4)各种物理性质:如分子的大小、穿膜的能力、带电 的情况、在电场中的行为、离心沉降的表现、在各种凝胶、 树脂等填料中的分配系数 5)其他化学性质:如对各种蛋白酶、水解酶的稳定性 和对各种化学试剂的稳定性。 6)对其他生物分子的特殊亲和力。
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