一、蛋白質純化的定義

蛋白質純化是指利用蛋白質之間的相似性和差異性，通過一系列物理化學手段，從復雜的生物樣品中分離出目標蛋白質的過程。這一過程要求去除大部分雜質，同時保持蛋白質的天然活性和結構完整性。

二、蛋白質純化的方法

蛋白質純化方法多種多樣，通常根據蛋白質的物理化學性質（如分子量、電荷、疏水性和特異性結合能力等）來選擇合適的方法。以下是一些常用的蛋白質純化方法：

鹽析法：通過在蛋白質溶液中加入高濃度的鹽（如硫酸銨），使蛋白質因溶解度降低而沉淀析出。這種方法簡單有效，但需注意鹽濃度和pH值的控制，以防止蛋白質變性。

等電點沉淀法：利用蛋白質在等電點時溶解度的特性，通過調節溶液的pH值使蛋白質沉淀。這種方法適用于分離等電點差異較大的蛋白質。

離子交換層析：根據蛋白質的電荷差異，利用帶正電或負電的介質進行分離。正電蛋白質會與帶負電的介質結合，而負電蛋白質則與帶正電的介質結合。通過逐步增加鹽濃度洗脫蛋白質，實現純化。

凝膠過濾層析（分子篩層析）：根據蛋白質的分子大小進行分離。大分子蛋白質較早從介質中流出，而小分子蛋白質則穿過介質較慢。這種方法適用于分離分子量差異較大的蛋白質。

親和層析：利用蛋白質的特異性結合能力（如抗體-抗原、配體-受體等），通過與固相上的配體結合，然后通過改變緩沖液條件洗脫蛋白質。這種方法具有高度的選擇性和靈敏度。

疏水相互作用層析：利用蛋白質的疏水表面與疏水介質的相互作用，在高鹽濃度條件下結合蛋白質，在低鹽條件下洗脫蛋白質。這種方法適用于分離其他方法不易純化的蛋白質。

超速離心：通過高速離心分離不同密度的顆粒，可用于分離溶解態的蛋白質和大分子復合物。

電泳法：如SDS-PAGE，通過電泳分析蛋白質的純度和分子量。加熱使蛋白質變性后，在電場作用下根據分子量進行分離。

三、蛋白質純化的操作步驟

以下是一個典型的蛋白質純化操作步驟示例：

材料的預處理及細胞破碎：首先，通過機械、化學或酶解方法破壞細胞，釋放蛋白質。常用的方法包括超聲波破碎、高壓均質器和滲透破碎等。

蛋白質的抽提：選擇適當的緩沖液溶劑將蛋白質提取出來。抽提過程中應注意溫度、pH值和離子強度等條件，以防止蛋白質變性。

粗分離：通過簡單的沉淀或分離方法去除大部分雜質。常用的方法包括鹽析、等電點沉淀法和有機溶劑沉淀法等。

進一步純化：采用層析法（如離子交換層析、凝膠過濾層析、親和層析等）對粗制品進行進一步純化。根據目標蛋白質的性質選擇合適的層析方法和條件。

純度檢測：通過電泳（如SDS-PAGE）、紫外吸收法或酶活性檢測等方法檢測純化后的蛋白質純度。

濃縮與保存：根據樣品分子量大小選擇合適的濃縮管進行濃縮，并測定蛋白質濃度。然后，將純化后的蛋白質分裝標記，在液氮中速凍后凍存于-80℃冰箱中保存。

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