通用性配体亲和层析法
亲和层析基本知识亲和层析法是利用生物大分子与某些对应的专一
一、亲和层析基本知识亲和层析法是利用生物大分子与某些对应的专一分子特异识别和可逆结合的特性而建立起来的一种生物大分子纯化方法，也叫做生物亲和或生物特异性亲和色谱。
这种特异可逆结合的物质很多，如抗原与抗体、底物与酶、激素与受体等，他们间的这种特异亲和能力又叫亲和力。
亲和色谱中，一对互相识别的分子互称对方为配体，如激素可认为是受体的配体，受体也可以认为是激素的配体。
其他组分不产生这种专一性的结合，而直接流出色谱柱。
然后，便可以利用洗脱剂将吸附在柱中的生物大分子洗脱下来。
亲和色谱法具有高度的专一性，而且色谱过程简单、快速，是一种理想的有效分离纯化生物大分子的手段。
二、固相载体的选择对于一个成功的亲和色谱分离来说，一个重要的因素就是选择合适的固体载体。
一个理想的载体，首先它必须尽可能少地同被分离的物质进行相互作用，以避免非特异的吸附作用。
因此，优先选用的是中性聚合物，例如，琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶。
其次，载体必须具有良好的通透性，即使在亲和剂键合在它的表面之后也必须保持这种特性。
连接亲和剂的先决条件是有足够量的某些化学基团存在，这些基团在不影响载体的结构，也不影响被连接的亲和剂的条件下被活化或衍生。
载体在结合亲和剂后，必须在机械性能和化学性质上具有稳定性，而且在改变pH、离子强度、温度以及变性剂的条件下也应该稳定。
载体必须有大的孔网结构，允许大分子物质自由出入。
再者，载体的组成大小也应均匀。
高孔度对于大分子物质的分离是个重要的条件，它的主要作用是提供欲分离的物质与配体间的接触机会。
配体大多结合在载体的孔内部，孔太小，生物大分子进不去，即使配体偶联率很高，结合生物大分子的量也不会太大。
这不是我们所希望的。
一般常用的载体有纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和多孔玻璃等。
三、配体的选择亲和层析的固体基质具有一个与之共价相连的特殊结合分子（如配位体），连接后的配体对互补分子的亲和力不会改变。
配体是发生亲和反应的功能部位，也是载体和被亲和分子之间的桥梁。
亲和层析原理和方法
亲和层析原理和方法亲和层析是一种分析方法，通过利用物质之间的亲和性来分离和分析目标物质。
它基于物质之间的特异性亲和作用，通过将目标物质与具有亲和性的固相材料结合，实现目标物质的富集和分离。
亲和层析的原理是基于生物分子之间的亲和性。
在生物体内，许多分子之间存在着特定的亲和性相互作用。
例如，抗体与抗原之间的结合就是一种典型的亲和性相互作用。
利用这种亲和性原理，可以将含有特定抗原的样品与具有相应抗体的固相材料结合，然后通过洗脱的方式将目标物质从固相材料上分离出来。
亲和层析的方法包括亲和层析柱和亲和层析片。
亲和层析柱是将具有亲和性的固相材料填充在柱子中，样品通过柱子时，目标物质会与固相材料结合，非目标物质则通过柱子。
然后可以通过洗脱的方式将目标物质从固相材料上分离出来。
亲和层析片则是将具有亲和性的固相材料固定在薄膜上，样品与薄膜接触时，目标物质会与固相材料结合，非目标物质则被排除。
然后可以通过洗脱的方式将目标物质从薄膜上分离出来。
亲和层析方法具有许多优点。
首先，亲和层析可以选择性地富集目标物质，从而降低了样品中其他干扰物质的影响。
其次，亲和层析具有高灵敏度和高分辨率的特点，可以检测到低浓度的目标物质。
此外，亲和层析还具有快速、简单和可重复性的优点，适用于大规模的样品分析。
亲和层析在许多领域中得到了广泛的应用。
在生物医学领域，亲和层析可以用于分离和富集特定蛋白质或生物分子，以便进行后续的分析和研究。
在药物研发中，亲和层析可以用于筛选和分离具有特定药物靶点亲和性的化合物。
在环境监测和食品安全领域，亲和层析可以用于检测和分离目标污染物或有害物质。
亲和层析是一种基于亲和性相互作用的分析方法，通过选择性地富集和分离目标物质，实现了样品的准确分析。
亲和层析方法具有许多优点，并在各个领域中得到了广泛应用。
未来随着技术的不断发展，亲和层析方法将进一步完善和应用于更多的领域，为科学研究和工业生产提供更多的可能性。
亲和层析法
2、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。
依据蛋白结构设计配体要考虑两个重要因素：
① 正确地预计被设计的配体构像
② 正确预计配体的亲和力
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。
一般来说，配体对大分子物质的亲合力越高，在亲和层析 时，分辨率就越好，应用价值就越高；但若配体与待纯化物 质（生物大分子物质）之间的亲合力太大时，对分离纯化是 不利的。
亲和层析载体的组成 配体以共价键结合到活化的基质上，构成固相载体。
原理
亲和的一对分子中的一方以共价键形式与不溶性载体相连作 为固定相吸附剂；
当含有混合组份的样品（流动相）通过此固定相时，只有和 固定相分子有特异亲和力的物质，才能被固定相吸附结合， 其它没有亲和力的无关组份就随流动相流出；
然后改变流动组成份，将结合的亲和物洗脱下来。
拟生物亲和层析
利用部分分子相互作用，模拟生物分子结构或某特定部位，以人工 合成的配基为固定相吸附目的蛋白质的亲和层析。
主要内容
亲和层析的基本原理
制备方法
操作过程 亲和层析的应用
1、载体的选择
一般情况下，需根据目标产物选择合适的亲和配基来修饰载
体，以制备所需的亲和吸附介质即固定相。 作为载体的物质应具有：
②具有与基质共价结合的基团
与待分离物质有适当的亲和力，而与样品中其它组 分没有明显的亲和力，对其它组分没有非特异性吸 附作用。
③配体要能够与基质稳定的共价结合 在实验过程中不易脱落，并且配体与基质偶联后，对 其结构没有明显改变，尤其是偶联过程不涉及配体中 与待分离物质有亲和力的部分，对二者的结合没有明 显影响。
亲和层析
3、含有辅酶的酶类的亲和层析； 4、酶和蛋白类型抑制剂的亲和层析；
5、肝素为配体的亲和层析；
6、染料配体亲和层析； 7、金属螯合层析；
例如：凝集素和糖蛋白的亲和层析—凝集素是在自然界广泛存在的一大类糖结合
蛋白。它们具有不同的糖结合专一性。利用天然存在的一些多糖和被固定化的不
蛋白质亲和层析中的合适配体
配体 抗原 待纯化的蛋白质 特定单克隆抗体或多克 隆抗体 配体 肝素 待纯化的蛋白质 凝聚因子、脂酶、结缔组 织蛋白酶、DNA聚合酶
单克隆抗体 蛋白质A、 蛋白质G
蛋白酶抑制 剂 磷酸
特定抗原 免疫球蛋白
蛋白酶 磷酸酶
胆固醇 脂肪酸
核苷酸 苯基硼酸盐
胆固醇受体、胆固醇结合 蛋白 脂肪酸结合蛋白、白蛋白
五、亲和层析
（一）亲和层析的概念：
1、亲和力：根据生物体中高分子化合物能与之相对应的专一分子特异识别和
可逆结合的特征,将生物分子间的这种结合能力称为亲和力.
2、亲和层析法：利用生物大分子和固定相表面存在某种特异性吸附而进行选 择性分离的一种生物大分子分离的层析方法。
（二）亲和层析法的原理：
在载体(无机或有机填料)的表面先键和一种具有一般反应性能的间隔臂,随后 再连接配体（酶、抗原、激素等）组成固定相,而固载的配体高选择地吸附与其 有生物特性的大分子而被保留,非特异的分子不被保留先流出层析柱,保留在柱上
方法 特异性配体亲 和层析法
通用性配体亲 和层析法
配体
性能
复杂的生命大分子物 具有较强的吸附选择性和 质（如抗体、受体和 较大的结合力 酶的类似底物等） 简单的小分子物质 成本低廉，具有较高的吸附 （如金属、染料、以 容量，通过改善吸附和脱附 及氨基酸等） 条件可提高层析的分辨率
亲和层析原理和步骤
亲和层析原理和步骤亲和层析（affinity chromatography）是一种常用的分离和纯化靶标蛋白的方法。
它利用配体与目标蛋白的高亲和力来实现目标蛋白的选择性结合和纯化。
亲和层析的原理和步骤如下。
一、亲和层析的原理亲和层析的原理基于配体与目标蛋白之间的特异性结合。
配体是一种具有特异性反应性的化合物，可以和目标蛋白的结构域或位点发生特异性作用。
在亲和层析中，配体被固定在固定相上，也可以被连接到大分子载体上，形成亲和层析介质。
当样品通过亲和层析柱时，目标蛋白会与配体发生选择性结合，而其他非目标蛋白则不结合或弱结合，从而实现了目标蛋白的分离和纯化。
亲和层析的步骤通常包括以下几个方面：2.固定配体：将配体固定在固定相上是亲和层析的关键一步。
固定相可以是固定在柱子内壁的小分子配体，也可以是连接在大分子载体上的配体。
常用的固定剂包括琼脂糖、丙烯酰胺凝胶、硅胶等。
3.样品准备：在进行亲和层析之前，需要对样品进行准备。
通常包括细胞裂解、蛋白质提取、预处理等步骤。
样品中的废物和干扰物需要被去除，以便目标蛋白的有效分离和纯化。
4. 亲和层析操作：样品通过亲和层析柱时，目标蛋白与配体发生特异性结合。
通常需要选择适当的Buffer、pH值和盐浓度等条件来提高结合效率。
非目标蛋白会通过柱子流失，而目标蛋白则留在柱子中。
目标蛋白可以通过洗脱步骤从柱子中进行脱附。
5.洗脱与纯化：在洗脱过程中，目标蛋白从亲和层析柱中脱附。
洗脱条件需要根据结合强度和目标蛋白的特性来选择。
常用的洗脱方法包括pH值的调节、离子浓度的变化、配体浓度的变化等。
洗脱后的目标蛋白可以通过浓缩和纯化步骤得到纯品。
二、亲和层析的优缺点亲和层析作为一种分离和纯化方法，具有以下优点：1.特异性：亲和层析可以选择性地结合目标蛋白，从而实现与其他非目标蛋白的分离。
2.高纯度：亲和层析可以显著提高目标蛋白的纯度，使其达到实验或工业应用的要求。
3.选择性：亲和层析可以基于不同的配体，实现对不同蛋白的选择性结合和纯化。
亲和层析法离纯化蛋白质的方法
亲和层析法离纯化蛋白质的方法亲和层析法是一种利用特定配体与目标蛋白质间的亲和作用来分离和纯化目标蛋白质的方法。
该方法简单、高效、选择性强，并且适用于分离和纯化各种规模和属性的蛋白质，因此被广泛应用于生物化学、分子生物学等领域。
亲和层析法的实验步骤如下：1. 配制亲和柱：将特定的配体化合物固定到柱载体上，例如：Ni2+、Protein A/G、抗体等。
固定过程要注意化合物与柱载体的适应性、配位化合物的浓度和固定条件的优化。
2. 样品制备：将待纯化蛋白质与适当的缓冲液混合，如含有余量目标蛋白质竞争配位位点的化合物、pH、离子强度和结构安定剂等。
3. 样品加载：将样品加入亲和柱顶部，让其通过固定的配体和柱内质子、离子等的相互作用与目标蛋白质结合。
样品通过后，用缓冲液淋洗一段时间以去除无关的物质，并测定逐步洗出的蛋白质含量。
4. 洗脱蛋白质：通过改变洗脱缓冲液的pH值，鸟嘌呤核苷酸、纳米微粒、配体等离子强度和竞争配位位点的化合物，剥离蛋白质与配体的相互作用，释放出目标蛋白质。
蛋白质最终会在柱底部被洗出，收集洗脱后的纯化蛋白质即可。
亲和层析法具有一些优点：1. 选择性强，可用于纯化特定蛋白质。
2. 纯化步骤简单，样品不需预备过多。
3. 取得的蛋白质纯度高。
4. 在蛋白质分子中较不会引起构象或孔洞变化，使分离后蛋白质结构相对完整。
1. 需要合适的配体化合物，且有些化合物不易制备或使用方便性较差。
2. 某些特殊的蛋白质可能无相应亲和层析柱，或需要进行配体修饰。
3. 无法分离某些蛋白质互作产物，因为这些产物与配体的亲和性可能相同或更好。
亲和层析法 ph
亲和层析法 ph
亲和层析法（Phaffinity Chromatography）是一种分离和纯化蛋白质的方法，利用特定配体与目标蛋白之间的亲和性进行选择性吸附和洗脱。
在亲和层析法中，一种特定的配体或亲和剂（affinity ligand）被固定在亲和树脂上，例如蛋白A、蛋白G或金属离子等。
这些配体具有与目标蛋白质特异性结合的能力。
亲和层析法的操作步骤如下：
1.样品加载：将含有目标蛋白的混合物（样品）加载到装有
亲和树脂的柱上。
2.亲和吸附：目标蛋白与固定在亲和树脂上的配体发生特异
性结合，其他非目标蛋白被洗脱。
3.洗脱：通过改变洗脱缓冲液的条件，如pH、离子浓度、
温度等，使目标蛋白与亲和树脂上的配体解离，从而将目
标蛋白洗脱。
4.纯化和收集：收集洗脱液中的目标蛋白，经过后续处理获
得纯化的蛋白质。
亲和层析法能够高效、选择性地富集目标蛋白质，并且可以在非变性条件下进行操作，从而保持蛋白的活性和折叠状态。
这使得亲和层析法在生物医药研究和生产中得到广泛应用，如蛋白质纯化、抗体制备、酶分析等。
药物分析中的亲和层析法应用研究
药物分析中的亲和层析法应用研究亲和层析法（affinity chromatography）是一种基于亲和性的分离和纯化方法，广泛应用于药物分析领域。
本文将探讨亲和层析法在药物分析中的应用，并介绍其原理、操作步骤和优势。
一、亲和层析法概述亲和层析法是利用配体与目标分子之间的特异性相互作用进行分离和纯化的技术。
在药物分析中，亲和层析法通常用于研究药物与其靶标蛋白之间的相互作用、药物结合位点的鉴定和药物的筛选。
二、亲和层析法的原理1. 亲和剂的选择在亲和层析中，选择合适的亲和剂是至关重要的。
亲和剂通常是目标分子的衍生物或具有特异性结合能力的化合物，如抗体、金属离子等。
通过调节亲和剂与目标分子之间的结合条件，实现目标分子的选择性结合和纯化。
2. 亲和层析纯化步骤亲和层析法的纯化步骤一般包括样品处理、进样、洗脱和再生等过程。
首先，将样品与亲和层析柱填料之间的非特异性结合物洗脱，然后再用合适的洗脱缓冲液洗脱目标分子。
3. 分离效果评价亲和层析分离的效果主要通过检测目标分子在洗脱峰的峰面积或峰高来评价。
分离的效果好坏不仅取决于亲和剂的选择，还与样品的纯度、目标分子的亲和性以及平衡时间等因素有关。
三、亲和层析法在药物分析中的应用1. 药物与蛋白的相互作用研究亲和层析法可用于研究药物与蛋白质之间的结合特性以及药物-蛋白复合物的稳定性和解离动力学等。
通过该方法，可以揭示药物与蛋白之间的相互作用机制，为药物的设计和改进提供重要的依据。
2. 药物结合位点的鉴定亲和层析法可以用于鉴定药物在蛋白质分子中的结合位点。
通过与不同的亲和柱进行层析，可以确定药物与蛋白分子的结合位点，进而揭示药物与蛋白质之间的结构和功能关系。
3. 药物筛选与优化亲和层析法可用于筛选具有高亲和力和高选择性的药物。
通过将潜在药物与亲和剂结合，并利用洗脱步骤将药物从亲和剂中洗脱，可以筛选出具有良好亲和性的药物并进行后续的优化。
四、亲和层析法的优势1. 高选择性：亲和层析法可通过调节亲和剂和目标分子之间的结合条件，实现高度选择性的纯化和分离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
优良的配体须具备两个条件： 1）与纯化的物质有较强亲和力 一般来说， 配体对大分子物质的亲和力越高(即Ki（抑制常数）或 Ka（解离常数） 较小 ) ，在亲和层析中应用的价值就 越大。 2）具有与基质共价结合的基团 该基团和基质结合后，对配体与互补蛋白的亲和力没 有影响或影响不明显。 就目前所知，可用作配体的种类很多，表7-2。
如果样品液中存在两个以上的物质与固相载体具有亲 和力(其大小有差异)时， 则采用选择性缓冲液进行洗脱，也可以将它们分离开。 使用过的固相载体经再生处理后，可以重复使用。
上面介绍的亲和层析法亦称： 特异性配体亲和层析法 • 配体,一般为 复杂的生命大分子物质(如抗体、受体和酶的类似 底物等)，它具有较强的吸附选择性和较大的结合力； 另有一种亲和层析法叫： 通用性配体亲和层析法 • 配体,则一般为 简单的小分子物质(如金属、染料、以及氨基酸等)， 它成本低廉，具有较高的吸附容量，通过改善吸附和 脱附条件可提高层析的分辨率。
三、亲和吸附剂的制备 把配体偶联到基质上的方法有两类： 物理的（如包埋法和吸附法等） 化学的（如偶联法和交联法等）
交联法： 是用双功能试剂(如戊二醛、碳化二亚胺等)交联基质和配体。 偶联法： 常用的化学试剂有： 溴化氰(CNBr)、环氧氯丙烷、双环氧乙烯、丁二烯砜和亚氨二 乙酸等， 用其活化的基质与配体偶联，或者用其把基质与配体螯合起来
相比之下，实践中应用较多的基质是： 聚丙烯酰胺凝胶(Bio-300)、 多孔性玻璃珠、 琼脂糖珠(Sepharose 4B)。 三种基质中，目前应用最多的是： Sepharose 4B
• Sepharose • 由D-半乳糖和3，6-脱水-L-半乳糖结合成的链状多糖；
• 它基本上能符合理想基质的五点要求； • 同时Sepharose极易用溴化氰活化，并易于引入不同的 基团； • 在温和的条件下，可以连接较多的配体，容易吸附大 分子物质，且吸附容量也较大； • 此外，Sepharose 4B的结构比Sepharose 6B疏松，机械 强度比Sepharose 2B好。
第一节 基本原理
M-L-S复合物 欲分离的大分子物质S 与相对应的专一物质 L( 配体 ) 以次级键结合（亲和 力）， 能生成一种可解离的络合物L-S， 其中的L又能与活化的基质M以共价键首先结合， 而形成M-L-S复合物。 亲和吸附剂 配体L以共价键的方式固化到含有活化基团的基质M 上，制成亲和吸附剂M-L，或者叫做固相载体。
层析分离过程： • 样品过柱时， 样品中对配体有亲和力的物质S就可借助静电引力、 范德瓦尔力，以及结构互补效应等作用吸附到固相载 体上; 无亲和力或非特异吸附的物质则被起始缓冲液洗涤出 来，并形成了第一个层析峰； • • 然后，恰当地改变起始缓冲液的 pH值、 或增加离子强度、 或加入抑制剂等因子， 即可把物质 S 从固相载体上解离下来，并形成了第二 个层析峰(见图7-2B)。
因此，Sepharose 4B成了亲和层析中广泛使用的一种 基质。
二、配体的选择 可选择的配体有： 抑制剂、 效应物、 酶的辅助因子、 类似底物、 抗体[包括半抗原(碱基、核苷、核苷酸、寡核苷酸)蛋白质复合物抗体]、 其他物质 ( 如外源凝集素、 polyA、polyU、染料和金 属离子)等。
第七章 亲和层析
一般用于纯化蛋白质和核酸等大分子物质的方法的 主要依据是各种大分子物质之间理化特性的差异性。 缺点： 由于这种差异性较小，因此要得到一种纯度稍高的物 质，常常需要繁琐的操作，经历较长的时间，但最终 收得率却甚低。
1967年Axen等 用溴化氰活化多糖凝胶偶联肽和蛋白质的方法，并成 功地制备了固定化酶。 这种利用大分子物质具有的特异的生物学性质进行纯 化的方法，于20世纪70年代就有了惊人的发展，并逐 步得到了广泛的应用。 这使酶类等大分子物质的纯化过程变得较简单、迅速 和高效(见表7-1)。
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(即孔径大小和筛孔多少)。 具体要求须根据分离物的性质而定： • 当分离物与配体亲和力弱时，选用多孔性好的基质可 提高结合容量； • 当分离物呈颗粒状或碎片状时，则选用多孔性差的基 质对改善分离效果有利。 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、交联琼脂糖以及多孔玻 璃珠。
亲和层析法 根据L-S之间能可逆地结合与解离的原理发展起来的 层析方法，称为亲和层析法(affinity chromatography)。
亲和层析的原理(见图7-1)：
• 每对反应物之 间都有一定的 亲和力。 正如在酶与底物 的反应 复合物 (E-S’) 一 样。 • 在亲和层析中 是特异的配体 才能和一定的 生命大分子之 间具有亲和力， 并产生复合物。
溴化氰偶联法 主要包括： • 1.活化 • 2.偶联 • 3.除去未结合的配体 • 4.配体结合量的测定等步骤。
1．活化基质
• 在一定量的贮存基质Sepharose 4B(即用布氏漏斗抽干的胶)中，加 入等量的蒸馏水和2mol／L Na2C03溶液(pHll~12)，混匀。 • 另将称量的固体 CNBr(50~300mg／g 贮存胶 ) 溶于二甲基甲酰胺溶 液中。随后迅速把此液加到搅拌的琼脂糖悬浮液内进行活化，其 pH值始终维持在11~12之间。 • 接着把冷却的反应液转到布氏漏斗中，用10~20倍凝胶体积的预冷 水及0.07mol／L NaHC03溶液(pH8.5)洗涤。
特点： • 亲和层析的分辨率比凝胶过滤层析高。 • 用亲和层析法纯化样品时，操作步骤少，活力不易丧 失。 • 该法的缺点是： 要分离一种物质必须找到适宜的配体，并将其制成固 相载体之后方可进行。
第二节 操 作
一、基质的选择 理想的基质应满足下面的要求： 1．极低的非特异吸附性； 2．高度的亲水性。 亲和吸附剂要易与水溶液中的生命大分子物质接近。 3．较好的理化稳定性。 当配体固化和各种因素(如pH、离子强度、温度和变 性剂等)变化时，基质很少甚至不受影响；