生物大分子分离技术研究进展
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。
分子识别和分离技术的研究和应用

分子识别和分离技术的研究和应用分子识别和分离技术是一种利用化学、生物学、物理学等多学科知识和技术手段,通过特异性相互作用,从混合体系中寻找或分离出目标分子的方法。
这种技术对于研究生物分子的性质和功能,开发新型药物和材料,提高化工、制药、生物科技等领域的产品质量和流程效率,具有重要意义。
一、分子识别技术分子识别技术是指通过利用化学反应、生物识别、物理特性等手段,对目标分子进行有选择性、高灵敏度、高特异性的检测和识别。
这种技术主要有以下几种:1.化学传感器化学传感器是一种能够检测目标分子或化学参数变化的装置。
它通常由一些敏感型成分和转换器构成。
敏感型成分把目标分子或化学参数转化为信号,转换器将信号转化为可观测和记忆的形式。
化学传感器可以应用于环境监测、医学诊断、食品检测等领域。
2.分子印迹技术分子印迹技术是一种利用特定的分子与目标分子之间的相互作用来选择性地吸附、识别和分离目标分子的技术。
分子印迹技术可以由人工合成材料或天然材料制备而成,并应用于医学诊断、生物学研究和环境监测等领域。
3.核酸识别技术核酸识别技术是指通过利用基因和核酸序列的特异性,来合成和识别特定的核酸分子。
这种技术可以应用于基因检测、药物研发、生物学研究等领域。
目前,核酸识别技术已成为生物医学领域的重要技术之一。
二、分子分离技术分子分离技术是指通过差异性分子间作用力以及物理特性,实现目标分子从混合物或复杂介质中特异性分离纯化的过程。
此技术主要应用于以下领域:1.生物大分子分离技术生物大分子分离技术是指通过一系列化学和物理方法,将目标蛋白或核酸从设有混合物中分离出来,并对其进行纯化和分析的技术。
此技术可以应用于分离与分析与疾病相关的蛋白质、酶和细胞生理激素等物质。
2.萃取和固相萃取技术萃取技术是利用化学反应、吸附作用等原理,把目标溶质从混合溶液中分离出来的过程。
固相萃取技术是将吸附材料放到固相萃取柱中,通过填充物内部介孔对目标物进行吸附和分离的过程。
生物大分子分析与结构解析方法研究

生物大分子分析与结构解析方法研究生物大分子是指大分子生物化合物,包括蛋白质、核酸、多糖等。
这些生物大分子参与了生命体系中的许多重要过程,例如蛋白质酶催化代谢反应、核酸在基因表达中的作用等等。
因此,分析和了解生物大分子的结构与功能对于生命科学的发展至关重要。
该文将介绍生物大分子分析与结构解析方法的一些研究进展。
1. 电泳技术电泳技术是一种质量分析技术,常用于分离并测定细胞和生物大分子中的静电荷、分子量和自然电荷等性质。
基于静电吸引和电场作用原理,通过电泳技术可以将生物大分子分离为不同的分子组分。
例如,蛋白质电泳能够将多个分子种类的蛋白质有效分离出来,从而更好地了解蛋白质在不同生物组织或条件下的特点。
2. X射线晶体学X射线晶体学是一种高分辨率结构分析技术,主要用于解析大分子的三维结构。
在X射线晶体学技术中,先通过结晶技术使生物大分子形成晶体,然后利用X射线的物理原理,通过测量X射线经过晶体后的散射图样,分析大分子的空间构型和原子构成。
该技术已经成功用于了解许多重要的生物大分子结构,例如酶、催化剂、蛋白质等。
3. 核磁共振(NMR)技术核磁共振技术是一种高分辨率结构分析技术,主要用于解析大分子的三维结构和动态特性。
在核磁共振技术中,通过在强磁场中对大分子的核磁共振信号进行谱学分析,可以获得大量的信息,例如大分子的旋转方式、空间构型、化学环境和动态特性。
该技术已经广泛应用于研究蛋白质、核酸等生物大分子的结构和功能。
4. 质谱技术质谱技术是一种质量分析技术,主要用于测定生物大分子的分子量和化学成分。
质谱技术能够将生物大分子原子或分子离子化,并测量其离子荷质比和质量分布,从而推断生物大分子的分子量和组成。
该技术已经广泛应用于研究蛋白质、核酸等生物大分子的组成和结构。
5. 光谱技术光谱技术是一种分析生物大分子的结构和特性的重要方法。
常见的光谱技术包括红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、循环光谱等。
通过光谱技术测量生物大分子的光谱响应,可以推断大分子的化学键类型、结构和构造更细节的信息。
大分子分离技术

⼤分⼦分离技术⽣物⼤分⼦分离术——⽣物⼤分⼦分离技术概述及展望⽣物⼤分⼦技术概述及展望⽣物⼤分⼦分离技术概述及展望1 前⾔⽣物⼤分⼦包括多肽、酶、蛋⽩质、核酸( DNA和RNA)以及多糖等。
⽣命科学的发展给⽣物⼤分⼦分离技术提出了新的要求。
不论从动植物和微⽣物体内提取或⽤⽣物⼯程制备的⽣物⼤分⼦产品,都是组成⼗分复杂的混合物,在使⽤前都要分离和纯化。
各种⽣化、分⼦研究都要求得到纯的,以及结构和活性完整的⽣物⼤分⼦样品,这就使得其分离技术在各项研究中起着举⾜轻重的作⽤。
对⽣物⼤分⼦分离技术的研究和开发也就应运⽽⽣。
⽽且随着各学科之间的交叉渗透,材料化学、⾃动化技术等学科的发展也为⽣物⼤分⼦分离技术的发展提供了更多的契机。
⽣物⼤分⼦的制备具有如下主要特点:⽣物材料的组成极其复杂;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;许多⽣物⼤分⼦⼀旦离开了⽣物体内的环境就极易失活( 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);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[1]。
这些都要求⽣物⼤分⼦的分离技术以此为依据,突破这些难点,优化分离程序,以获得符合要求的⽣物⼤分⼦样品。
2 传统分离⽅法常⽤的传统⽣物⼤分⼦分离⽅法有沉淀、透析、超滤和溶剂萃取等。
它们都是⼀些较早就建⽴起来的分离⽅法, ⾄今仍然被⼴泛应⽤。
2.1 沉淀法沉淀法包括盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、选择性变性沉淀法、有机聚合物沉淀法。
在蛋⽩质领域,应⽤盐析法使蛋⽩质沉淀出来已有80多年的历史。
其突出的优点是成本低,不需要特别昂贵的设备;操作简单、安全;应⽤范围⼴,对许多⽣物活性物质具有稳定作⽤[2]。
该法虽然分辨能⼒不⾼,但在粗级分离中仍然被⽣物⼤分⼦分离技术(课程论⽂)经常采⽤。
受盐饱和度、温度、蛋⽩质浓度、PH等的影响。
生化分离技术的研究进展

生化分离技术的研究进展随着生物工程和生物医学研究的不断发展,生化分离技术已经成为了生物分析、生物加工和药物制造等领域中不可或缺的一项技术。
通过对生物样品中的分子进行生化分离,可以获得更加精确和准确的数据,为后续的研究和开发提供有力的保障。
本文将探讨最新的生化分离技术研究进展,以及它们在生物医学研究和生产中的应用。
1. 色谱分离技术色谱分离技术是一种将生物混合物分离为不同成分的技术,它可以根据不同分子的化学性质或生物学特性来分离。
目前应用最为广泛的色谱分离技术包括气相色谱、液相色谱和毛细管电泳等。
这些技术在生物医学研究和药物开发中被广泛应用,如药物代谢动力学研究、蛋白质多肽分离和生物碱筛选等。
近年来,高效液相色谱技术已经发展到了新的高度。
高效液相色谱技术可以通过液相分离实现更加准确的生物混合物分离,有着诸多优点,如分离速度快、分离效率高、适用性广等。
另外,新型高效液相色谱柱和色谱填料的发展,也大大提高了高效液相色谱技术的分离能力和分析灵敏度。
2. 膜分离技术膜分离技术是一种利用膜的选择性透过性来分离生物混合物的技术,该技术可以将大分子分离出来,保留小分子。
目前膜分离技术被广泛应用于电渗析、逆渗透和超滤等领域。
例如,超滤技术可以将蛋白质、病毒和其他生物大分子从混合物中分离出来,具有分离效率高、操作简便等优点。
近年来,新型膜分离技术和材料不断涌现,例如纳米孔阵列技术、自身聚合膜技术和微结构复合膜技术等。
这些新技术和材料不仅提高了膜分离技术的分离效率和分离能力,而且解决了膜分离技术已有的一些问题,如污染问题、操作难度等。
3. 电泳分离技术电泳分离技术是一种利用电场作用实现生物分子迁移的技术,可以将需要分离的分子分离出来。
常见的电泳分离技术有室温电泳、高温凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
这些技术在生物医学和生物化学领域有着广泛的应用,如基因分型、蛋白质分离和生物大分子分离等。
目前,新技术的出现和新材料的发展也在一定程度上改进了电泳分离技术的缺陷,如分离速度慢、解析度低等。
生物分离技术

开展材料处理及抽提方法的选择试验; 进行分离纯化方法、程序的摸索及其分离 效果的评价; 进行产物均一性的测定; 进行中间试验和工业生产应用的放大设计, 确定最佳的分离方法。
2、分离纯化方法的选择 提取是分离纯化目的物的第一步 所选用的溶剂应对目的物具有最大溶解度 分离纯化是生化制备的核心操作 早期分离方法的选择原则是从低分辨能力 到高分辨能力 各种分离方法要交叉使用
二、生物分离技术的评价
分离效率及其选择性 产品质量 产品安全 生产工艺 生产成本
生物分离技术的作用与 发展趋向
一、生物分离技术的重要作用
生物分离技术是开展食品精深加工,生产 高价值加工品的必备技术。 生物分离技术是开展生物制药或生化产品 制备的必备技术。
生物分离技术是食品分析与检测的重要 手段或前期的手段。 生物分离技术是食品生物技术中必不可 少的重要组成部分和极为重要的过程环 节。 生物分离技术是开展生物活性物质研究 的必要手段。
制备型电动色谱技术 膨胀床色谱技术 灌注色谱技术
值得注意的方向
提高分离过程的选择性。主要是应用分子识 别与亲和作用来提高大规模分离技术的分离 精度,利用生物亲和作用的高度特异性与其 他分离技术如膜分离、双水相萃取、反胶团 萃取、沉淀分级、色谱和电泳等相结合,相 继出现了亲和过滤、亲和双水相萃取、亲和 反胶团萃取、亲和沉淀、亲和色谱和亲和电 泳等亲和纯化技术。这里特别需要指出的是 smartpolymer的研究和应用值得注意 非水介 质电泳有高分辨率、低焦耳热的特点.有助 于实现电泳技术的放大。
生物分离技术过程 与研究进展
内容
生物分离技术的基本含义 生物分离的基本原理 生物分离的一般工艺过程 生物分离技术的特点及作用
一、生物分离技术的基本含义
生物大分子的分离和分析方法

生物大分子的分离和分析方法生物大分子是指体积较大且化学性质复杂的生物分子,包括蛋白质、核酸、多糖等。
这些分子在生命体系中发挥着重要的生物学功能,同时也是医药研究、生物技术和食品科学等领域的关键研究对象。
因此,分离和分析生物大分子的方法对于各个领域的研究都具有重要意义。
一、生物大分子的分离方法1. 溶液层析法溶液层析法是一种基于分子大小、形状、电荷或亲和力差异的分离方法。
该方法通常使用大小不同的孔径柱、离子交换柱或亲和性柱等进行分离。
在溶液层析法中,溶液流经柱子,分离成不同的组分通过吸附、脱附等机制分离。
2. 凝胶电泳法凝胶电泳法是一种将带电分子分离的方法。
该方法基于分子大小、电荷、形状等差异,借助电力场将不同大小的分子带到凝胶中的不同位置,从而实现分离。
凝胶电泳法可用于分离蛋白质、核酸、多糖等分子。
3. 超速离心法超速离心法是基于生物大分子在其受到离心力的作用下,按照不同的密度离心分离的方法。
通过调整离心条件,可以分离不同的组份。
该方法主要用于分离蛋白质、核酸和细胞等生物大分子。
二、生物大分子的分析方法1. 光谱学分析法光谱学分析法是一种通过检测分子与辐射能量之间的相互作用来进行分析和识别的方法。
常用的光谱学分析方法包括红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱、荧光光谱、核磁共振和质谱等方法。
通过这些技术,可以研究生物大分子的结构、构象、原子排布以及化学反应机制等。
2. 生化分析法生化分析法是一种通过检测分子之间的相互作用和反应来进行分析和识别的方法。
常用的生化分析方法包括酶反应测定、免疫反应测定、亲和力层析、光化学反应测定等。
通过这些技术,可以研究生物大分子的活性、亲和性、代谢路线、分子间相互作用等。
3. 生物计量学分析法生物计量学分析法是一种通过检测生物分子在其受到离心力作用下的沉降速度来进行分析和识别的方法。
常用的生物计量学分析方法包括蛋白质浓度测定、核酸浓度测定、细胞计数、分子质量测定等。
通过这些技术,可以研究生物大分子的组成、浓度、分子质量等。
生物大分子的分离与分析技术

生物大分子的分离与分析技术生物大分子是生命体系中不可或缺的组成部分,如DNA、RNA、蛋白质等。
它们的结构复杂,分子量高,充满了不同的功能和生物活性。
因此,对这些生物大分子的研究成为了当今生命科学领域的一个热点。
而要进行这样的研究,首先就需要对这些生物大分子进行分离与分析,以便更深入地了解其性质和功能。
分离技术1.凝胶电泳凝胶电泳是一种广泛应用于生物大分子分离与分析的技术。
其基本原理是将待分离的生物大分子样品被限制在凝胶基质中,然后通过电场将分子向着电极移动,根据大小、形态、电荷密度等特性将分子分离出来。
其中最常用的凝胶基质包括聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺-琼脂糖双层凝胶等。
凝胶电泳可以有效分离DNA、RNA、蛋白质或其他生物大分子,且成本低、可重复性好,因此在生命科学研究中得到了广泛应用。
2.离心离心技术是一种通过重力势能的差异用于分离生物分子的技术。
在离心过程中,待分离的生物分子样品可被置于离心管中,借助离心机的高速旋转,生物分子会在离心管中沉淀或浮起来,从而在不同位置分离出来。
针对不同的生物分子,可选择不同的离心条件,如离心速度和时间等。
离心技术广泛应用于细胞分离以及蛋白质等生物分子纯化的过程中。
分析技术1.质谱分析质谱分析是一种用于分析生物分子共价和非共价结构的技术,主要是将待分析样品分子通过鉴定质量-电荷比(m/z)的德技术,得到该分子的分子量以及结构信息。
在生命科学中,常用的质谱分析技术包括飞行时间质谱、电喷雾质谱和基质辅助激光解吸电离质谱等。
质谱分析技术可进行非常精确的定量分析和离子结构分析,因此在生物分子研究的分析过程中得到了广泛应用。
2.核磁共振核磁共振(NMR)是一种常用于分析与结构生化过程相关的生物分子的技术。
通过将待分析样品暴露在恒定的磁场下,然后利用外界的电磁波辐射的方式来激发样品内原子的核自旋,进而和分析核自旋之间的相互作用信息,在检测器中得到相应的能谱,最终得到该分子的结构信息。
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生物大分子分离技术研究进展摘要:生物大分子包括多肽、酶、蛋白质、核酸DNA和RNA以及多糖等。
生物大分子分离技术是生命科学研究中的关键技术之一,当前各学科之间的交叉渗透为生物大分子分离技术的发展提供了更多的契机。
本文对生物大分子分离技术进展做了综述,期望对分子技术的进一步研究提供基础。
关键字:生物大分子分离技术进展1前言生物大分子包括多肽、酶、蛋白质、核酸(DNA和RNA)以及多糖等。
生命科学的发展给生物大分子的分离技术提出了新的要求。
各种生化、分子研究要求得到纯的,以及结构和活性完整的生物大分子样品,这就使得其分离技术在各项研究中起到举足轻重的作用。
对生物大分子分离技术的研究和开发也就应运而生。
而且随着各学科之间的交叉渗透,材料化学、自动化技术等学科的发展也为生物大分子技术的发展提供了更多的契机。
生物大分子的制备具有如下主要特点:生物材料的组成极其复杂(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;许多生物大分子一旦离开了生物体内的环境就极易失活"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;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。
这些都要求生物大分子的分离技术以此为依据,突破这些难点,优化分离程序以获得符合要求的生物大分子样品。
2传统的生物大分子分离技术常用的传统生物大分子分离方法有沉淀、透析、超滤和溶剂萃取等,它们都是一些较早就建立起来的分离方法,至今仍然被广泛应用。
2.1沉淀法沉淀法是利用沉淀反应,将被测组分转化为难溶物,以沉淀形式从溶液中分离出来,并转化为称量形式,最后称定其重量进行测定的方法,盐析法是其中的一种。
在蛋白质领域,利用盐析法将蛋白质沉淀出来已经有80多年的历史。
其原理是蛋白质在低盐浓度下的溶解度随盐液浓度升高而增加。
球蛋白当盐浓度不断上升时,蛋白质的溶解度又以不同程度下降并先后析出(盐析)。
这是由于蛋白质分子内和分子间的电荷的极性基团有静电引力。
当水中加入少量盐时,盐离子与水分子对蛋白质分子一的极性基团的影响,=。
有机溶剂对于许多蛋白质、核酸、多糖和小分子生化物质都能产生沉淀作用。
其引起沉淀的主要原因在于改变介质的介电常数以及类似盐析的争夺水化水现象。
其优点是分辨能力比盐析法高,溶剂容易除去且可回收,沉淀的蛋白质不需要脱盐处理,缺点是有机溶剂易使蛋白质或酶变性,常采用降低温度的方法进行有效控制,而且有机溶剂使用量大,溶剂的使用及回收、储存都比较困难或麻烦。
等电点沉淀法利用具有不同等电点的两性电解质,在达到电中性时溶解度最低"易发生沉淀,从而实现分离的方法。
氨基酸、蛋白质、酶和核酸都是两性电解质可以利用此法进行初步的沉淀分离,此法主要用于在分离纯化流程中去除杂蛋白而不用于沉淀目的物。
非离子型多聚物是20世纪60年代发展起来的一类重要的沉淀剂,它们具有很强的亲水性和较大的溶解度,在溶液中可通过空间位置排斥作用使生物大分子、病毒和细菌等聚集沉淀。
该法温和的操作条件和较高的沉淀效能"使得其经常被用于细菌#病毒#核酸和蛋白质的分离"其中应用最多的多聚物是聚乙二醇。
2.2透析法自Thomas Graham1861年发明透析方法至今已有140多年,透析已成为生物化学实验中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、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术,同时半透膜的材料也更加多样化,透析方式也更加丰富。
透析法主要是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过半透膜的性质,达到分离的方法。
例如分离和纯化皂甙、蛋白质、多肽、多糖等物质时,可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。
反之也可将大分子的杂质留在半透膜内,而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中,而加以分离精制:透析是否成功与透析膜的规格关系极大。
透析膜的膜孔有大有小,要根据欲分离成分的具体情况而选择。
透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜(硫酸纸膜)、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。
油常多用市售的玻璃纸或动物性半透膜扎成袋状,外面用尼龙网袋加以保护,小心。
加入欲透析的样品溶液,悬挂在清水容器中。
经常更换清水使透析膜内外溶液的浓度差加大,必要时适当加热,并加以搅拌,以利透析速度加快。
为了加快透析速度,还可应用电渗析法,即在半在半透膜旁边纯溶剂两端放置二个电极,接通电路,则透析膜中的带有正电荷的成分如无机阳离子、生物碱等向阴极移动,而带负电共荷的成分如无机阴离子、有机酸等则向阳极移动,中性化合物及高分子化合物则留在透析膜中。
透析是否完全,须取透析膜内溶液进行定性反应检查。
2.3超滤法超滤是一种加压膜分离技术,自20世纪20年代问世后,直至60年代以来其发展迅速。
很快由实验室规模的分离手段发展成重要的工业单元操作技术。
超滤作为一种高效分离技术,广泛用于含有各种小分子溶质的各种生物大分子的脱盐、浓缩和分级分离。
超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
超滤技术分离效率高,对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。
但其也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。
对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。
2.4溶剂萃取法溶剂萃取法是(用一种溶剂将产物自另一种溶剂,如水中提取出来以达到浓缩和提纯的目的)是20世纪40年代兴起的一项化工分离技术",并很快应用到了生物分子的提取和分离上。
最初是用于抗生素有机酸#维生素等生物小分子的提取,最近几十年来随着与其它技术的结合而产生了一系列新的分离技术,如逆胶束萃取、超临界萃取、液膜萃取等,可以用于生物大分子如核酸、蛋白质、多肽等的提取和精制。
在液体混合物溶液中加入某种溶剂,使溶液中的组分得到全部或部分分离的过程称为萃取,溶剂萃取法是从稀溶液中提取物质的一种有效方法[2]。
3.现代生物大分子分离技术3.1电泳技术及其他电泳现象于1808年被发现,在1937年由瑞典科学家Tiselius A首次将其作为一种分离技术所应用。
随着电泳支持物的改进,电泳条件的完善,区带电泳、等电聚焦电泳、双向电泳等技术逐渐建立起来,同时,在电泳模式上也有了极大的发展,先后出现了圆盘电泳、垂直板电泳、脉冲电泳等,电泳分辨率也随之得到提高。
3.1.1纸电泳和醋酸纤维薄膜电泳纸上电泳和醋酸纤维素薄膜电泳是利用滤纸或醋酸纤维素薄膜作为支持物的电泳技术。
纸电泳技术是最早使用的区带电泳,尽管分辨率比凝胶介质差,但因其操作简单,故应用较广,比如,分离、确定某些蛋白质,如糖蛋白、脂蛋白等,尤其是在分离氨基酸的混合物时,PE是一种很有价值的分析技术。
特别是在血清样品的临床检测和病毒分析等方面具有重要作用[3]。
醋酸纤维薄膜电泳,与纸电泳相似,只是换用了醋酸纤维薄膜作为支持介质。
将纤维素的羟基乙酰化为醋酸酯,溶于丙酮后涂布成有均一细密微孔的薄膜,其厚度为0.1~0.15mm。
由于醋酸纤维薄膜电泳操作简单、快速、价廉,目前已广泛用于分析检测血浆蛋白、脂蛋白、糖蛋白、胎儿甲种球蛋白、体液、脊髓液、脱氢酶、多肽、核酸及其他生物大分子,为心血管疾病、肝硬化及某些癌症鉴别诊断提供了可靠的依据,因而已成为医学和临床检验的常规技术[4]。
3.1.2 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)在聚丙烯酰胺凝胶电泳基础上添加去污剂十二烷基硫酸钠(简称SDS).蛋白质因为与SDS结合而带有大量电荷。
从而消除蛋白质原有的电荷量差别,其泳动速度便主要和分子大小有关。
这种SDS-聚丙酰胺电泳是最常用的定性分析蛋白质的电泳方法,特别是用于蛋白质纯度柱测和测定蛋白质分子量。
SDS—PAGE应用于提纯过程中纯度的检测.纯化的蛋白质通常在SDS电泳上应只有一条带。
但如果蛋白质是由不同的亚基组成的.它在电泳中可能会形成分别对应于各个亚基的几条带。
SDS—PAGE具有较高的灵敏度.一般只需要不到微克置级的蛋白质,而且通过电袜还可以获得关于分子量的情况[5]。
3.1.3双向电泳双向凝胶电泳(two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)技术又称二维凝胶电泳技术,是目前常用的唯一一种能够连续地在一块胶上分离数千种蛋白质的方法,第一,采用等电聚集电泳。
第二,采用了十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
广泛应用于生物学研究的各个领域,其原理是将高分辨率的等电聚集电泳和SDS-PAGE电泳联合组成双向电泳。
3.1.4免疫电泳免役电泳是电泳分析与沉淀反应的结合产物。
该技术有两大优点:一是加快了沉淀反应的速度,二是将某些蛋白组分根据其带电荷的不同而将其分开,再与抗体起反应,从而使本法更为微量化、多样化。
因此,其应用范围日益扩大。
该方法可以用来研究:①抗原和抗体的相对应性;②测定样品的各成分以及它们的电泳迁移率;③根据蛋白质的电泳迁移率,免疫特性及其他特性,可以确定该复合物中含有某种蛋白质;④鉴定抗原或抗体的纯度。
3.1.5电泳与其他联用技术毛细管电泳时带电粒子在电场力的驱动下,在毛细管中接其淌度或分配系数不同进行高效、快速分离的电泳新技术,也称为高效毛细管电泳。
其分离模式有:毛细管区带电泳、胶束电动色谱、毛细管凝胶电泳、毛细管等速电泳、毛细管等点聚焦,毛细管电色谱。
毛细管电棘(EE)作为一种分离技术与质谱(MS)联用作为一种检测方法,在食品分析领域具有重要优势,因为它结合了毛细管电泳的强分离能力以及质谱在定性和确证方面的强大功能。
近来,许多有关多维毛细管电泳分离技术的设想已被提出"有些还得到了初步的尝试,其分离的优势也得到人们的关注。
与传统的分离方法相比,CE具有分离效率高、分析速度快、样品及试剂用量少等特点,使其成为极为有效的分离技术,广泛应用于分离蛋白质、糖类、核酸等多种物质[6]。
毛细管电色谱是将常规色谱填料填充到毛细管中, 或在毛细管内表面键合、涂敷固定相, 以电渗流作为流动相的推动力, 根据样品中各组分在固定相和流动相间分配系数的差异和在电场中迁移速率的不同而实现分离的一种高效微分离技术。
近年来CEC 在分离分析生物大分子中应用较为广泛。
不少研究工作者开始将研究方向转移到CEC分离分析生物大分子。
如Bandilla 等使用整体柱毛细管电色谱分离模型蛋白, 并表明了蛋白质容量因子随流动相中有机溶剂的增加而增加, 且获得了高分辨率[7]。