生物大分子提取技术
生物大分子的提取
最佳答案2.1 概述在自然科学，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。
与化学产品的分离制备相比较，生物大分子的制备有以下主要特点：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。
生物大分子的制备通常可按以下步骤进行：①确定要制备的生物大分子的目的和要求，是进行科研、开发还是要发现新的物质。
②建立相应的可靠的分析测定方法，这是制备生物大分子的关键。
③通过文献调研和预备性实验，掌握生物大分子目的产物的物理化学性质。
④生物材料的破碎和预处理。
⑤分离纯化方案的选择和探索，这是最困难的过程。
⑥生物大分子制备物的均一性（即纯度）的鉴定，要求达到一维电泳一条带，二维电泳一个点，或HPLC和毛细管电泳都是一个峰。
⑦产物的浓缩，干燥和保存。
分析测定的方法主要有两类：即生物学和物理、化学的测定方法。
生物学的测定法主要有：酶的各种测活方法、蛋白质含量的各种测定法、免疫化学方法、放射性同位素示踪法等；物理、化学方法主要有：比色法、气相色谱和液相色谱法、光谱法（紫外／可见、红外和荧光等分光光度法）、电泳法、以及核磁共振等。
实际操作中尽可能多用仪器分析方法，以使分析测定更加快速、简便。
要了解的生物大分子的物理、化学性质主要有：①在水和各种有机溶剂中的溶解性。
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。
生物大分子的分离和分析技术
生物大分子的分离和分析技术生物大分子是指生物体内的大分子物质，包括蛋白质、核酸、多糖等。
这些大分子对于生物体的生命活动具有重要的作用，因此对于其生物学特性的研究成为了生命科学领域中的热门研究方向。
为了研究生物大分子的结构、功能等特性，需要对其进行分离和分析，从而得出有关生物大分子的信息以及对应的生物学意义。
在生物大分子的分离和分析中，常用的方法包括电泳技术、色谱技术、光谱技术等多种手段。
这些技术各有其特点和应用场景，下面将对其进行详细介绍。
电泳技术是最常用的生物大分子分离技术之一。
它是利用生物大分子的电荷、大小、形态等差异，在电场作用下，将其分离开来的一种技术。
电泳技术可根据分子量、电荷性质等进行分离。
其中，聚丙烯酰胺凝胶电泳技术是应用最为广泛的电泳技术之一。
该技术将生物大分子置于凝胶中，利用凝胶的孔隙度对大分子进行分离。
此外，还有一些其他的电泳技术，如聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳和等电点聚焦电泳等。
色谱技术也是常用的生物大分子分离技术。
它是一种基于分子在固定相与流动相之间的分配系数不同，使分子在流动相中快速分离出来的技术。
色谱技术主要分为气相色谱、液相色谱和离子色谱等多种类型，其中液相色谱是应用最为广泛的一种。
分子分离的选择性和稳定性等都由色谱柱材质和操作条件所决定。
例如，反相高效液相色谱（RP-HPLC）用于对蛋白质进行疏水性分离，阳离子交换色谱用于对带正电的生物大分子进行分离等。
光谱技术是一种常用的生物大分子分析方法，通常用于生物大分子的结构、功能研究和定量分析。
常用的光谱技术包括红外光谱、紫外光谱、荧光光谱等。
其中，紫外光谱具有较高的选择性和灵敏度，广泛应用于生物大分子的定量检测；荧光光谱则可用于检测生物大分子内部的结构和状态变化。
不仅如此，大分子还可以通过质谱技术进行分析。
由于大分子的分子量较大，不能直接用传统的质谱技术进行分析，因此需要对其进行分解和离子化。
现代质谱技术主要有MALDI-TOF质谱和电喷雾质谱等多种技术，其中MALDI-TOF质谱技术是在大分子分析领域应用最为广泛的一种技术。
生物大分子提取液浓缩定义
生物大分子提取液浓缩定义
生物大分子提取液浓缩是将生物样品中的大分子物质（如蛋白质、核酸等）从大量的水相液体中提取出来并浓缩至一定体积的过程。
通过浓缩，可以使得大分子物质的浓度增加，从而方便后续的分离、纯化和检测。
生物大分子提取液浓缩通常使用离心、膜分离和干燥等方法。
其中，离心法是最常用的方法之一，可通过高速离心将生物样品中的大分子物质沉淀到管底，再将上清液去除，以达到浓缩的目的。
膜分离则是将生物样品通过微孔膜，使得大分子物质无法通过，从而在膜的一侧集中浓缩。
干燥法则是将生物样品在低温下干燥，使得水分蒸发，从而达到浓缩的效果。
生物大分子提取液浓缩对于生命科学研究具有重要意义，因为它可以从复杂的生物样品中提取到目标大分子物质，为后续的实验研究提供了必要的材料基础。
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生物大分子制备和分离纯化新技术及其应用
生物大分子制备和分离纯化新技术及其应用生物大分子是生命活动中不可或缺的重要物质，包括蛋白质、核酸、多糖等。
它们的研究在医药、食品、农业等领域具有广泛的应用前景。
然而，生物大分子的制备和分离纯化是一项繁琐复杂的工作，需要严格的操作流程和高精度的实验设备。
近年来，随着科学技术的不断进步，一些新的技术逐渐应用于生物大分子的制备和分离纯化中，极大地促进了该领域的发展。
一、高效液相色谱法分离纯化蛋白质高效液相色谱法（HPLC）是近年来生物大分子制备和分离纯化中应用最广泛的技术之一。
它具有分离效率高、重复性好、操作简便等特点，在大规模生产和制备高纯度的蛋白质等生物大分子方面发挥着重要作用。
在HPLC技术中，通常使用离子交换、亲和层析、逆相层析等不同的柱子，根据蛋白质的性质选择不同的分离方法，从而实现对蛋白质的高效、快速、准确的分离纯化。
二、双向离心分离核酸双向离心分离法（b-Centrifugation）是一种新近提出的分离核酸的技术，它通过飞盘式离心法将核酸在两种不同密度的溶液中相互浓度梯度重叠，使核酸在梯度界面上停止运动而定位，最后通过离心分离的方法，实现对核酸的高效纯化。
这项技术在DNA测序、基因克隆、PCR等领域都有着广泛的应用。
三、超声波破碎法制备膜蛋白超声波破碎法是一种非常有效的方法，通过声波的应用，可将细胞在瞬间破碎开来，从而释放出所需的蛋白质等生物大分子。
在膜蛋白制备中，超声波破碎法可以快速高效地破碎微生物细胞或细胞核，使得膜蛋白在非酶性条件下得到高效、纯化的分离。
目前，这项技术已成功应用于多个生物大分子的研究中，成为研究领域中不可或缺的一项技术手段。
四、单克隆抗体制备技术单克隆抗体制备技术是目前应用最广泛的蛋白质制备技术之一。
它主要通过细胞的克隆和酶联免疫吸附等方法，实现对单一抗原蛋白质的高效、快速定位，从而实现对单个特定抗原或蛋白质的高纯度分离。
对于生物大分子的研究和应用，单克隆抗体制备技术已成为不可或缺的一种技术手段。
生物大分子分离提取操作的基本流程
生物大分子分离提取操作的基本流程1.生物大分子分离提取操作是生物化学领域中的一项重要实验技术。
Biological macromolecule separation and extraction is an important experimental technique in the field of biochemistry.2.首先，需要将生物样品进行破碎和细胞裂解。
First, the biological sample needs to be broken and the cells need to be lysed.3.破碎和裂解的方法可以是超声波破碎、高速离心或化学裂解。
Methods for breaking and lysing can include ultrasonic disruption, high-speed centrifugation, or chemical lysis.4.接着，利用差速离心或超速离心将混合物进行沉淀分离。
Then, the mixture is separated by differential centrifugation or ultra-speed centrifugation to precipitate.5.沉淀后的物质可以通过离心、过滤或柱层析进一步分离提取。
The precipitated material can be further separated and extracted through centrifugation, filtration, or column chromatography.6.不同的分子大小和性质可以采用不同的分离技术。
Different separation techniques can be used for molecules of different sizes and properties.7.一些生物大分子需要进行蛋白质酶消化或聚合酶链式反应后再进行分离提取。
生物大分子分离与提取实验教学方案
生物大分子分离与提取实验教学方案第一篇：生物大分子分离与提取实验教学方案生物大分子分离与提取实验教学方案实验一鸡蛋黄中卵磷脂的分离、纯化与鉴定实验目的：• • • • 了解从生物组织中提取生物分子的一般原理和方法掌握从鸡蛋黄中提取卵磷脂的原理和方法掌握卵磷脂的鉴定方法鸡蛋，水浴锅，真空泵，蒸发皿，试管，研钵，氢氧化钠，硫酸铜，乙醇，丙酮，氯仿实验原理：• 卵磷脂是生物膜的成分，具有多种生物功能，鸡蛋黄中卵磷脂含量高达8%。
卵磷脂、脂肪都溶于乙醇，而蛋白质、脑磷脂等在乙醇中形成沉淀，因此用乙醇溶液将蛋黄分成两部分。
卵磷脂溶于氯仿而不溶于丙酮，因而可用丙酮将卵磷脂沉淀。
• • • 实验材料、药品与设备：• •四置于沸水浴上以蒸发掉乙醇，得到黄色油状物（注意：属于脂类混合物）。
第三步：冷却后，加入2-3 ml氯仿，搅拌使溶解（注意：各种脂类都溶解于氯仿）。
第四步：边搅拌边加入10-15 ml丙酮，卵磷脂析出。
搅动使其粘附于玻棒上，溶液倒入回收瓶内。
（注意：所用技术为有机溶剂沉淀法）2.卵磷脂的鉴定（1）卵磷脂的水解：将卵磷脂转移到试管内，加入5 ml 10%氢氧化钠溶液，放入沸水中加热10 min，用玻棒搅拌，卵磷脂水解。
冷却后，在玻璃漏斗中用棉花过滤。
收集滤液备用。
（2）脂肪酸的检查：取棉花上的沉淀少许，加5ml水，搅拌，有何现象？过滤，滤液中加入浓硝酸，再滴10%醋酸铅溶液，观察有何现象？（3）甘油的检查：取小试管一支，加入1滴5%硫酸铜溶液，2滴10%氢氧化钠溶液，振荡，产生氢氧化铜沉淀。
再加入水解液，沉淀溶解，得深蓝色甘油铜溶液。
•（4）胆碱检测：取1ml水解液，滴加浓硫酸，至中和（用蓝色石蕊试纸检查），然后加克劳特试剂1滴，产生夸红色沉淀。
•（5）磷酸的检查：取1支试管，加入10滴水解液和5滴95%乙醇溶液，再加硝酸使其酸化，然后加入1ml钼酸铵试剂，观察有何现象产生？最后直接用火加热5-10min，观察黄色磷钼酸铵沉淀的生成作业：撰写实验报告（长度2000字以上）实验二奶粉中酪蛋白的检测实验目的：• • •了解奶粉中的酪蛋白特点掌握奶粉中蛋白质的提取方法酪蛋白是乳蛋白质中最丰富的一类蛋白质，约占乳蛋白的80~82%，酪蛋白不是单一的蛋白质，是一类含磷的复合蛋白质混合物，以一磷酸酯键与苏氨酸及丝氨酸的羟基相结合。
生物大分子的提取与沉淀分离技术课件
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3.1 RNA提取
* 细胞破碎 →水溶 →过滤去渣 →调pH5 → tRNA ↓ * mRNA ，rRNA: * 3.1.1 稀盐溶液提取 * 细胞破碎 → 匀浆 0.14 mol/L NaCl → RNA- Pro 提取液
→分离DNA- Pro 、Pro、多糖 * RNA：tRNA15% ，mRNA5% ，rRNA80%
* 也可用苯酚法，苯酚层得到 DNA 、Pro
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第三节 沉淀分离
* 分离纯化：除去各种杂质，获得较高纯度物质的过程 * 蛋白质和酶分离提纯方法：沉淀分离、层析分离、电泳
分离、超离心分离等。 * 沉淀分离：通过改变某些条件或加入某种物质，使溶液
中某种溶质的溶解度降低，从而从溶液中沉淀析出的技 术。包括盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、复合 沉淀法、金属盐沉淀法、选择性变性沉淀等。
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2.1水溶液提取
* 水、稀盐、稀酸、稀碱溶液 * 常用稀盐溶液和缓冲液，应注意控制盐浓度、温度、
pH * 2.1.1盐浓度的选择 * 一般用等渗盐溶液。但根据溶解度，有些蛋白质要
用较高浓度盐溶液提取，而有些则用纯水提取。
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* 2.1.2 pH的选择 * 不在等电点附近，但不宜太高或太低。 * pH3~4有利于离子键分离 * 2.1.3温度的选择 * 一般0~10℃ (常用4℃)， 对于耐高温的蛋白质和酶，
径等)、蛋白结构有关 * ks越大， 盐析效果越好 * I=(1/2)∑mizi2 * 一定条件下， S取决于I * 分段盐析： ks分段盐析( β一定， pH 、T一定)；
β分段盐析( ks 、I一定，改变pH 、T)
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* 3.1.2盐的选择 * 通常采用中性盐，最常用( NH4 ) 2SO4 ，原因： * 水中S大，温度对S影响小，廉价易得，不易引起蛋
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物活性。
希望收率越高越好，但在分离纯化过程中总
4、收率：
5、速度：
有不少损失。而且提纯步骤越多，损失越大。
越快速越好。
DNA的提取纯化
本质：将DNA从组织或
细胞中分离沉淀出来。 要求：去除杂蛋白、多糖、 脂类等大分子杂质，同时 要快速简便。 常用的提取方法： 酚-氯仿提取法
蛋白质是生物功能的执行者
担负着生物催化、物质运输、运动、防御、生
长调控以及记忆、识别等多种生理功能。
核酸-DNA与RNA结构
脱氧腺嘌呤核苷A
A-T对
G-C对
5’C G A A TCAGAA3’ 3’G C T T AGTCTT5’
双链DNA
高级结构
核酸的性质
DNA:双螺旋; RNA单链
预处理，如动物材料需要除去一些与实验无关的 结缔组织、脂肪组织；植物种子需要除壳；微生
物需要将菌体与发酵液分开。若不立即进行实验 或加工，应冷冻保存。
二、组织细胞的破碎
应选择适当的方法将组织和细胞破碎，生物大 分子从原来的组织或细胞中以溶解的状态释放 出来，并保持原来的天然状态和生物活性。
生物大分子分离纯化的一般程序
①材料的选择和预处理
②破碎细胞及提取（有时还需
要进行细胞器的分离）
③分离纯化：包括粗分级分
离和细分级分离
其中前两个阶段为生物大分子
分离纯化的前处理。
一、材料的选择与预处理
选材，科研选材则无需考虑上述问题，只要能 达到实验目的即可。临床选材则要考虑病人的依 从性。
了防止其他细胞组分中的物质对制备物的干扰或污染， 还需先将细胞器分离出来，然后在某一细胞器中分离某 一物质。
采用差速离心法分离细胞器，即将破碎后的细胞在适当
的介质中进行离心，常用的介质有蔗糖、甘露醇、柠檬
酸、聚乙二醇等。各种细胞组分按质量大小的不同，经 过不同速度的离心后，沉降于离心管的不同部位，经多 次分步离心后，即可获得所需组分。
四、提取
将组织细胞破碎，使目标分子被释放出来，并
将其与其它细胞成分分离, 这就是提取。
在此过程中，必须立即将细胞匀浆液置于一定
条件下和溶剂中，让制备物充分溶解，并尽可 能保持原来的天然状态，避免因长久放置造成 制备物的分解破坏，
五、分离纯化
从细胞中提取得到的生物大分子往往是不纯净
的，含有大量杂质，必须进一步分离纯化，这
生物大分子提取技术
桂花赞
几度风雨一场凉
人间迎来桂花芳
银桂周身亮繁星 丹桂浓妆新嫁娘 枝头鸟雀絮絮赞 树下骚客搜枯肠
清风淡云圆月下
乾坤万里共清香
生物大分子分离纯化的意义
①生命科学研究的需要：
从生物材料中分离制备核酸、蛋白质，研究其结构与功能， 对于了解生命活动的规律，阐明生命现象的本质有重大 意义。
一阶段可分为粗分级分离和细分级分离两步进行。
核酸分离纯化的一般程序
破碎细胞或组织
提取
纯化
核酸提取技术
DNA提取技术
原理、方法、应用
RNA提取技术
原理、方法、应用
核酸提取的要求
1、纯度： 2、完整度： 3、活性：
主要取决于研究的目的和应用上的要求。如
用于基因扩增的模板DNA纯度要求较低，而用 于治疗的DNA则纯度要求很高。
但若材料是体液（如血）或生物体分泌到体外 的分泌物，则不必进行组织细胞的破碎。
组织细胞的破碎方法
一般动物组织和细胞可用电动捣碎机或匀浆器破碎
或用超声波处理破碎。
植物组织和细胞由ຫໍສະໝຸດ 具有纤维素、半纤维素和果胶等物质组成的细胞壁，一般常用与石英砂和适当的 提取液一起研磨的方法破碎或用纤维素酶处理也能 达到目的。
3.
2、消化：
4.
上述DNA提取液混悬白细胞，37℃水浴温育1h后，加入
1mg/ml蛋白酶K 0.2ml,至终浓度为100-200ug/ml,上下转 动混匀，液体变粘稠。50℃水浴保温3h，裂解细胞，消化
蛋白。保温过程中，应不时上下转动几次，混匀反应液。
3. 酚抽提纯化DNA：
冷却至室温后，加入等体积的饱和酚溶液，温和地上下转动离心管5-10min，直 至水相与酚相混匀成乳状液。5000g离心15min，用大口吸管小心吸取上层
②医学检验需要：
是分析标本中包含的分子信息的前提条件，对于精确诊断 疾病具有重要意义。
③医疗实践的需要：
如用胰岛素治疗糖尿病。
④基因工程的需要：
基因工程疫苗和药物。
中心法则
核酸、蛋白质（酶）是重要的生物大分子
存在于一切生物体中
核酸是遗传信息的携带者
在有机体内指导各种蛋白质的合成。
细菌细胞的破碎比较困难，因为整个细菌细胞壁的
骨架实际上是一借共价键连接而成的肽聚糖囊状大 分子，非常坚韧。破碎的方法常有超声波、与石英 砂研磨、高压挤压或溶菌酶处理（以分解肽聚糖）。
三、细胞器的分离
细胞器包括细胞核、线粒体、核糖体、内质网，植物细
胞还有叶绿体。
如果要分离制备分布在这些细胞器中的生物大分子，为
带电性-----电泳 水溶性------溶液 变性、复性-------分子杂交 光吸收性质-------浓度\纯度测定 DNA增色效应------TM值测定
蛋白质结构
蛋白质性质
双带电性-----电泳\等电点 水溶性\脂溶性------溶液 分子间识别-------抗原抗体反应 光吸收性质-------浓度\纯度测定 变性
盐析法 高温裂解法 固相吸附洗脱法 碘化钠提取法 磁珠分离法
举例:外周血DNA提取的方法步骤
1. 2.
1、标本预处理： 1ml EDTA抗凝贮冻血于室温解冻后移入5ml离心管中，加 入1ml磷酸缓冲盐溶液（PBS），混匀，3500g离心15min, 倾去上清。重复一次。用0.7ml DNA提取液混悬白细胞沉 淀，37℃水浴温育1h。
粘稠水相，移至另一离心管中。重复酚抽提一次。加等体积的氯仿﹕异戊
醇（24﹕1），上下转动混匀，5000g离心15min，用大口吸管小心吸取上层 粘稠水相，移至另一离心管中。重复一次。
4. 沉淀DNA：
加入1/5体积的3mol/L NaAc及2倍体积的冷无水乙醇，室温下慢慢摇动离心管， 即有乳白色云絮状DNA出现。用玻璃棒小心挑取云絮状的DNA，转入另一 1.5 ml离心管中，加70%乙醇0.2ml，5000g离心5min洗涤DNA，弃上清。 重复一次。室温挥发残留的乙醇，但不要让DNA完全干燥。加TE液适量溶 解DNA ，DNA完全溶解通常需12-24小时。