现代分离技术-亲和层析
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。
亲和层析纯化
亲和层析纯化亲和层析纯化是一种常用的分离和纯化生物大分子的方法，它基于目标分子与特定配体之间的亲和作用，通过选择性地捕获、洗脱和回收目标分子。
本文将从亲和层析纯化的原理、步骤和应用方面进行阐述。
一、亲和层析纯化的原理亲和层析纯化是基于生物大分子之间特异的相互作用原理进行的。
在该方法中，目标分子与具有亲和性的配体发生结合，形成稳定的复合物。
这种特异的结合使得目标分子能够在混合溶液中被选择性地捕获和富集。
亲和作用可以是多种形式，如氢键、离子键、疏水作用等。
根据目标分子和配体之间的亲和性，可以选择不同类型的亲和层析介质，例如亲和树脂、亲和膜等。
亲和层析纯化通常包括以下几个步骤：样品预处理、柱填充与平衡、样品加载、洗脱和目标分子回收。
1. 样品预处理：首先需要将样品进行预处理，如细胞破碎、蛋白质去除等，以获得目标分子的纯化样品。
2. 柱填充与平衡：将选择的亲和层析介质填充到柱子中，并通过流动缓冲液进行平衡，使介质充分湿润。
3. 样品加载：将样品加入到柱子中，目标分子与配体发生亲和结合，被捕获在柱子内。
4. 洗脱：通过改变流动缓冲液的组成、pH值或离子强度等条件，使非特异性结合的杂质分子被洗脱，而目标分子仍保持与配体的结合。
5. 目标分子回收：通过改变条件，使目标分子与配体的结合解除，从而使目标分子得以回收。
这可以通过改变pH、离子强度、温度等来实现。
三、亲和层析纯化的应用亲和层析纯化在生物技术、生物医药等领域得到了广泛应用。
1. 蛋白质纯化：亲和层析纯化可用于从复杂的混合物中纯化目标蛋白质。
例如，通过选择性地捕获具有特定亲和性的标签蛋白质，如His标签、GST标签等，实现目标蛋白质的高效纯化。
2. 抗体纯化：亲和层析纯化也被广泛用于抗体的纯化。
通过使用抗体与特定抗原之间的亲和作用，可以高效地纯化特定抗体。
3. 生物药物纯化：亲和层析纯化在生物药物制造中起着重要的作用。
通过选择性地捕获和富集目标生物药物，可以实现高纯度和高产量的生物药物生产。
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。
亲和层析的原理及应用
亲和层析的原理及应用1. 什么是亲和层析？亲和层析是一种分离和纯化生物分子的技术方法。
它基于生物分子之间的特异性相互作用，例如抗原与抗体的结合。
亲和层析通过利用这种特异性相互作用，将目标分子从混合物中有效地分离出来。
亲和层析可以用于纯化蛋白质、分离细胞、筛选药物等多种应用。
2. 亲和层析的原理亲和层析的原理基于生物分子之间的相互作用。
在亲和层析中，通常使用的是一对具有特定相互作用的分子，例如抗原与抗体、配体与受体等。
这对分子中的一个部分被固定在固相介质上，而另一个部分则与目标分子发生特异性相互作用。
亲和层析的步骤包括：•预处理：选择适当的固相介质，并将其与特异性相互作用的分子配对。
固相介质可以是固定在柱子或颗粒上的化学物质。
•样品加载：将待分离的混合物样品加到预处理后的固相介质上。
目标分子与固相介质上的特异性配对分子发生结合。
•洗涤：用缓冲液将非特异性结合的物质洗掉，以减少背景噪音。
•洗脱：用特定的洗脱液冲洗固相介质，破坏特异性相互作用，使目标分子从固相介质上解离出来。
•收集纯化物：通过收集洗脱液中的目标分子来获取纯化物。
3. 亲和层析的应用亲和层析在生物科学研究和工业领域中得到了广泛的应用。
以下是亲和层析的一些常见应用：3.1 蛋白质纯化亲和层析可以用于纯化蛋白质。
通过将特异性配对的分子与待分离蛋白质结合，然后用洗脱液洗脱，可以将目标蛋白质从混合物中高效地纯化出来。
亲和层析在蛋白质研究和生物制药等领域具有重要的应用价值。
3.2 细胞分离亲和层析可以用于分离特定种类的细胞。
通过将细胞与特异性配对的分子结合，然后用洗脱液洗脱，可以将目标细胞从混合物中分离出来。
这在细胞学研究和细胞治疗等领域具有重要的应用价值。
3.3 药物筛选亲和层析可以用于筛选药物候选物。
通过将潜在药物分子与特异性配对的分子结合，然后用洗脱液洗脱，可以筛选出具有特定相互作用的药物候选物。
这在药物研发过程中有着重要的应用价值。
3.4 DNA/RNA纯化亲和层析也可以用于DNA/RNA的纯化。
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。
第五章亲和层析
Affinity Chromatography
第五章亲和层析
第一节 亲和层析概述
亲和层析:利用生物分子间专一的亲和力而 进行分离的一种层析技术
第五章亲和层析
历史
• 1910年就有人用不溶性淀粉选择吸附、提纯淀粉 酶，这是最早的基于生物特异性进行分离纯化的 实例。
• 但由于技术上的限制，主要是没有合适的固定配 体的方法，所以在实验中没有广泛的应用。
金属离子如锌和铜，已发现能很好地与组氨酸的咪唑基及 半胱氨酸的巯基结合。含有不同数量的这些基团的蛋白质 可以通过金属离子亲和层析得到分离。
第五章亲和层析
第五章亲和层析
拟生物亲和层析
• 定义：是利用部分分子相互作用，模拟生物分子 结构或某特定部位。以人工合成的配体ion )
第五章亲和层析
一、亲和层析基本原理
基本原理：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，对另一个分第子五章进亲和行层析分离纯化。
混合蛋白样品
平衡液
带有配体的树脂 珠（或胶粒）
含配体溶液
洗下未结合的蛋白 第五章亲和层析
收集目的蛋白
第五章亲和层析
三、亲和层析的类型
• 生物亲和层析 • 免疫亲和层析 • 固定化金属离子亲和层析 • 拟生物亲和层析
第五章亲和层析
生物亲和层析
• 利用自然界中存在的生物特异性相互作用 物质对的亲和层析。
• 通常具有高的选择性。 • 典型的物质对有酶-底物、酶-抑制剂、激素
-受体等。
第五章亲和层析
免疫亲和层析
第五章亲和层析
固定化金属离子亲和层析
• 固定金属离子亲和吸附剂（IMA）由载体，螯合 基和金属离子三部分组成，利用材料上固定的金 属离子与蛋白表面的组氨酸等残基配位结合，选 择性的吸附蛋白质 。
亲和层析名词解释
亲和层析名词解释
亲和层析是一种蛋白质分离技术，是将亲水性聚合物——聚丙烯酰胺按预先设计的程序加入到样品溶液中，以胶束为架桥剂。
当待测蛋白质在一定浓度梯度的聚合物溶液中通过胶束时，吸附在胶束上并随之进入疏水相中的待测蛋白质就会被高度保留在胶束周围，然后用洗脱缓冲液洗脱，最后将得到的疏水性高聚物的清液在超声波场作用下去除。
由于蛋白质和聚丙烯酰胺之间的特异性吸附，使蛋白质在层析液中移动形成特征的拖尾现象。
亲和层析是利用层析介质表面上所固有的吸附力，将物质分配到具有不同吸附能力的两相之间，形成彼此分离的各个分子层。
亲和层析的种类很多，常见的有：亲和柱层析、疏水膜层析、液膜层析等。
亲和层析技术由英国纽卡斯尔大学与美国加州大学伯克利分校
共同开发的一种新型的蛋白质分离技术，它可以直接分离纯化蛋白质。
亲和层析技术的原理基于吸附与解吸附的机理，当待分离物质从层析柱移动时，由于受到吸附介质的吸附，使得该物质的分子量下降，经分离后达到分子量高的蛋白质的峰展宽，而分子量低的蛋白质的峰缩窄甚至消失。
这样就把峰位展宽或展宽消失的蛋白质区分开来，分别采集收集它们的蛋白质样品。
这种方法对层析介质的选择十分重要。
常用的层析介质有以下几种。
1、固相支持物质； 2、疏水固体颗粒；
3、多孔介质。
亲和层析亲和层析技术是在疏水性载体上，借助于疏水性基团对蛋白质的选择性吸附而进行分离纯化的。
亲和层析法原理
亲和层析法原理
亲和层析法的原理是基于生物分子之间的特异性亲和力进行分离的。
亲和层析的基本原理是利用生物分子间的亲和力，将一个分子固定在不溶性基质上，然后利用分子间的亲和力的特异性和可逆性，对另一个分子进行分离纯化。
被固定在基质上的分子称为配体，配体和基质是共价结合的，构成亲和层析的固定相，称为亲和吸附剂。
在亲和层析时，首先选择与待分离的生物大分子有亲和力物质作为配体，例如分离酶可以选择其底物类似物或竞争性抑制剂为配体，分离抗体可以选择抗原作为配体等等。
然后将配体共价结合在适当的不溶性基质上，如常用的Sepharose-4B等。
通过适当的洗脱液将其从配体上洗脱下来，就得到了纯化的待分离物质。
由于很多生物大分子之间的这种差异较小，所以这些方法的分辨率往往不高。
亲和层析法的应用范围非常广泛，可以用于分离纯化各种生物大分子，如蛋白质、酶、抗体、激素等等。
由于亲和层析法的分离效果非常好，因此可以获得高纯度、高活性的生物大分子，在生物工程、生物制药等领域具有重要的应用价值。
如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询生物学家。
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七、亲和层析的应用
1.分离和纯化 2.分辨化学或遗传学上修饰的酶 3.纯化亲和标记的活性中心肽段和蛋白质
结构研究 4.纯化人工合成的多肽和蛋白质 5.解释酶作用机理
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酶与底物 (包括酶的竞争性抑制剂和辅助因 子)，抗原与抗体，激素与受体，核酸中的 互补链多糖与蛋白复合体。
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对载体的要求
不溶于水，但高度亲水； 惰性物质，非特异性吸附少； 具有相当量的化学基团可供活化； 理化性质稳定； 机械性能好，具有一定的颗粒形式以保持一定
的流速； 通透性好，最好为多孔的网状结构，使大分子
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优缺点
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。亲和层析具有高 选择性高活性回收率和高纯度等特点。
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但是亲和层析技术也有一些缺点主要是载 体 (如琼脂糖Sepharose) 价格昂贵机械强 度低 (易压床)配基的制备困难偶联条件激 烈需要使用剧毒的活化剂 (如CNBr)等。
抗原与抗体之间必须有强的亲和力：这种亲和 力决定于抗原决定簇的性质和数量。对抗体来 说还决定于抗体来源动物的种类和免疫时间。
配体必须有一个适当的化学基团，这个基团不 参与配体和大分子的特异结合，但可用来连接 支持物，而且这种连接不应当影响配体与大分 子结合的亲和性。
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适用范围
生物分子(如结合蛋白、酶、抑制剂、抗原、 抗体、激素、激素受体、糖蛋白、核酸及 多糖类等)及组织(如细胞、细胞器、病毒等) 的分离和纯化
现代分离技术 -----亲和层析
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概念
亲和层析是利用共价连接有特异配体 的层析介质，分离蛋白质混合物中能特异 结合配体的目的蛋白质或其他分子的层析 技术。
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分离原理
亲和层析是一种吸附层析，抗原（或 抗体）和相应的抗体（或抗原）发生特异 性结合，而这种结合在一定的条件下又是 可逆的。所以将抗原（或抗体）固相化后， 就可以使存在液相中的相应抗体（或抗原） 选择性地结合在固相载体上，借以与液相 中的其他蛋白质分开，达到分离提纯的目 的。
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拟生物亲和层析
拟生物亲和层析是利用部分分子相互 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分离目的蛋白 质的亲和层析尤以氨基酸 (包括多肽) 亲和 层析 (AALA) 和染料亲和层析(DAFC) 为代 表染料配基能通过共价键牢固的结合到亲 和载体上由于价格低廉与蛋白质的结合容 量高并且不易为物理或化学物质所降解因 此也是一种较为理想的基团特异性配基。
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免疫亲和层析
免疫亲和层析以抗原抗体中的一方作 为配基亲和吸附另一方的分离系统称为免 疫亲和层析由于抗体与抗原作用具有高度 的专一性并且它们的亲和力极强，所以许 多典型的亲和层析纯化蛋白质的过程已经 使用了单克隆抗体 (简称单抗) 作为亲和配 基目前利用抗体抗原模式有可能得到每一 种目标蛋白的单抗然后以单抗为配基通过 亲和层析技术来分离纯化目标蛋白质。
特异性洗脱：再次利用生物学特异性只洗 脱和配基专一作用的酶，不洗脱由于非专 一吸附上去的杂蛋白
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常用的解脱剂有0.2mol/LpH2.8甘氨酸 －HC1缓冲液、0.1mol/LpH2.4甘氨酸缓冲 液、7mol/L脲、5mol/LNaI、3mol/L硫氰酸 钾（或钠）、1mol/L乙酸、6mol/L盐酸胍、 0.2mol/LKC1等。作为抗原抗体解脱剂，最 多用的是3mol/L硫氰酸钾（或钠）及 0.1mol/LpH2.4甘氨酸缓冲液。
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第一步
载体和配体的结合 抗原或抗体结合到支持物上的方法目前
有20多种，但可归结为载体结合法、物理 吸附法、交联法和网络法4类。
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第二步
与目标蛋白结合 配体与目标蛋白发生特异性结合。
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第三步
目标蛋白的洗脱
非特异性洗脱:改变缓冲液的pH、离子强度、 介电常数或温度使物质构象改变，浓缩、 洗脱后立即中和稀释或透析，使蛋白质迅 速恢复到天然结构
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可编辑版Βιβλιοθήκη 类生物亲和层析（BAFC） 免疫亲和层析（IAFC） 金属离子亲和层析（IMAC） 拟生物亲和层析（Biomimetic AFC）
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生物亲和层析
生物亲和层析是利用自然界中存在的生物 特异性相互作用物质对的亲和层析通常具 有很高的选择性典型的物质对有酶底物酶 抑制剂激素受体等。
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金属离子亲和层析
金属离子亲和层析是利用金属离子的络合 或形成螯合物的能力吸附蛋白质的分离系统目 的蛋白质表面暴露的供电子氨基酸残基如组氨 酸的咪唑基半胱氨酸的巯基和色氨酸的吲哚基 十分有利于蛋白质与固定化金属离子结合这也 是IMAC用于蛋白质分离纯化的唯一依据金属 离子如锌和铜已发现能很好的与组氨酸的咪唑 基及半光氨酸的巯基结合含有不同数量这些基 团的蛋白质可以通过金属离子亲和层析得到分 离
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将具有特殊结构的亲和分子制成固相 吸附剂放置在层析柱中，当要被分离的蛋 白混合液通过层析柱时，与吸附剂具有亲 和能力的蛋白质就会被吸附而滞留在层析 柱中。那些没有亲和力的蛋白质由于不被 吸附，直接流出，从而与被分离的蛋白质 分开，然后选用适当的洗脱液， 改变结合 条件将被结合的蛋白质洗脱下来。
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琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶是亲和 色谱的优良载体。琼脂糖凝胶结构开放， 通过性好，酸碱处理时相当稳定，物理性 能也好。琼脂糖凝胶上的羟基在碱性条件 下极易被溴化氰活化成亚氨基碳酸盐，并 能在温和的条件下与氨基等基团作用而引 入配体
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对配体的要求
抗原或抗体必须单一特异性：抗原或抗体的纯 化效果决定于固相中配体的纯度。
能自由通过； 能抵抗微生物和醇的作用。
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可以做为载体的有皂土、玻璃微球、 石英微球、羟磷酸钙、氧化铝、聚丙烯酰 胺凝胶、淀粉凝胶、葡聚糖凝胶、纤维素 和琼脂糖。在这些载体中，皂土、玻璃微 球等吸附能力弱，且不能防止非特异性吸 附。纤维素的非特异性吸附强。聚丙烯酰 胺凝胶是目前的首选优良载体。