在獲得澄清的細(xì)胞提取液后，第一步純化（常稱為粗提或富集）常采用沉淀法。其原理是通過改變?nèi)芤簵l件，大幅降低目標(biāo)蛋白（或雜蛋白）的溶解度，使其選擇性沉淀，從而實(shí)現(xiàn)與大量雜質(zhì)的快速分離。經(jīng)典的方法是硫酸銨沉淀，通過加入高濃度的硫酸銨，與水分子競(jìng)爭(zhēng)蛋白質(zhì)表面的水合層，...

純化得到的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)完整不等于功能完整?；钚詼y(cè)定是檢驗(yàn)純化過程是否成功維持蛋白質(zhì)生物功能的金標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于酶，通過測(cè)定其催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率來評(píng)估酶活；對(duì)于抗體，可通過ELISA或細(xì)胞結(jié)合實(shí)驗(yàn)評(píng)估其親和力與特異性。將活性單位與總蛋白量相比，得到比活力，比活...

對(duì)于小規(guī)模篩選或常規(guī)純化，使用市售的預(yù)裝層析柱非常方便。而對(duì)于特定介質(zhì)或規(guī)格需求，實(shí)驗(yàn)室也可以利用空柱管和篩板自行裝填小型預(yù)裝柱。這種自制柱提供了極大的靈活性，允許研究人員快速測(cè)試不同介質(zhì)，且成本較低，特別適合方法開發(fā)階段。蛋白質(zhì)，尤其是微量蛋白，在純化過程中...

在開始任何實(shí)驗(yàn)操作之前，周密的策略設(shè)計(jì)是成功的先決條件。設(shè)計(jì)純化方案時(shí)，首先需要考慮兩個(gè)關(guān)鍵因素：蛋白質(zhì)的“源頭”和純化的“目標(biāo)”。源頭決定了起始材料的性質(zhì)，例如是原核表達(dá)系統(tǒng)（如大腸桿菌）還是真核表達(dá)系統(tǒng)（如酵母、昆蟲或哺乳動(dòng)物細(xì)胞），這直接影響雜質(zhì)的種類、...

在重組蛋白的生產(chǎn)中，宿主細(xì)胞蛋白（HCP）和DNA是兩類主要的工藝相關(guān)雜質(zhì)。HCP是宿主細(xì)胞自身表達(dá)的蛋白質(zhì)混合物，其復(fù)雜性高，有些與目標(biāo)蛋白性質(zhì)相似，去除挑戰(zhàn)大。殘留的HCP可能具有免疫原性或酶活性，影響產(chǎn)品的安全性和有效性。DNA同樣需要被去除至極低水平。...

純化得到的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)完整不等于功能完整?；钚詼y(cè)定是檢驗(yàn)純化過程是否成功維持蛋白質(zhì)生物功能的金標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于酶，通過測(cè)定其催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率來評(píng)估酶活；對(duì)于抗體，可通過ELISA或細(xì)胞結(jié)合實(shí)驗(yàn)評(píng)估其親和力與特異性。將活性單位與總蛋白量相比，得到比活力，比活...

混合模式層析的固定相配體設(shè)計(jì)為能夠同時(shí)通過兩種或多種不同的相互作用機(jī)制與蛋白質(zhì)結(jié)合，例如靜電相互作用與疏水相互作用的結(jié)合，或氫鍵與π-π相互作用的結(jié)合。這種多重作用機(jī)制使得其選擇性不同于傳統(tǒng)的IEX或HIC，往往能分離用傳統(tǒng)方法難以分開的蛋白質(zhì)。它可以在高鹽條...

蛋白質(zhì)分離純化的根本目的在于從復(fù)雜的生物樣本（如細(xì)胞、組織或培養(yǎng)液）中，特異性地獲得高純度、具有生物活性的單一蛋白質(zhì)。這一過程絕非簡(jiǎn)單的分離，而是對(duì)生命功能執(zhí)行者——蛋白質(zhì)的精密提純與鑒定。其意義深遠(yuǎn)，不僅是結(jié)構(gòu)生物學(xué)（如X射線晶體學(xué)、冷凍電鏡）、功能研究（酶...

除非純化的是胞外分泌的蛋白質(zhì)，否則第一步通常是從細(xì)胞或組織中釋放出目標(biāo)蛋白。細(xì)胞破碎的方法需根據(jù)樣本類型選擇。對(duì)于細(xì)菌，常用超聲破碎、高壓勻質(zhì)（如French Press）或酶解法（如溶菌酶處理）。對(duì)于培養(yǎng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞，通常采用溫和的 detergent 裂...

在重組蛋白的生產(chǎn)中，宿主細(xì)胞蛋白（HCP）和DNA是兩類主要的工藝相關(guān)雜質(zhì)。HCP是宿主細(xì)胞自身表達(dá)的蛋白質(zhì)混合物，其復(fù)雜性高，有些與目標(biāo)蛋白性質(zhì)相似，去除挑戰(zhàn)大。殘留的HCP可能具有免疫原性或酶活性，影響產(chǎn)品的安全性和有效性。DNA同樣需要被去除至極低水平。...

純化之旅始于對(duì)原料的明智選擇。常見的起始物料包括細(xì)菌（如大腸桿菌）、酵母、昆蟲或哺乳動(dòng)物細(xì)胞等重組表達(dá)系統(tǒng)，以及動(dòng)物組織（如肝臟）、植物材料或血清等天然來源。選擇依據(jù)主要取決于目標(biāo)蛋白的性質(zhì)、表達(dá)量、所需的翻譯后修飾以及成本效益。預(yù)處理是至關(guān)重要的第一步，其主...

羥基磷灰石是一種磷酸鈣陶瓷，其層析機(jī)制兼具離子交換（與Ca2?位點(diǎn)作用）和金屬親和（與PO?3?位點(diǎn)作用）的特性。它對(duì)DNA有強(qiáng)烈的結(jié)合能力，并能根據(jù)蛋白質(zhì)的表面電荷分布進(jìn)行獨(dú)特模式的分離。在抗體純化中，HAC常被用于有效去除聚集體和殘留的宿主DNA與Prot...

層析樹脂是純化的主要材料，其性能直接影響分離效果和效率。選擇樹脂時(shí)需考慮多個(gè)因素：1）基質(zhì)材料，如瓊脂糖（高載量、親水、但流速較慢）、聚丙烯酰胺、葡聚糖或無(wú)機(jī)材料（如硅膠，耐壓高、流速快，但pH耐受范圍窄）；2）顆粒大小和分布，小顆粒分辨率高但反壓大，粒徑分布...

離子交換層析是根據(jù)蛋白質(zhì)表面凈電荷的不同進(jìn)行分離的強(qiáng)有力工具。固定相是帶有電荷的基團(tuán)：陰離子交換劑帶正電（如DEAE, Q），結(jié)合帶負(fù)電的蛋白質(zhì)；陽(yáng)離子交換劑帶負(fù)電（如CM, SP），結(jié)合帶正電的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在偏離其等電點(diǎn)（pI）的pH條件下會(huì)帶上凈電荷。當(dāng)...

緩沖液是蛋白質(zhì)純化的“血液”，其選擇對(duì)維持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、活性和分離效果至關(guān)重要。一個(gè)理想的緩沖系統(tǒng)需要考慮以下因素：1）緩沖試劑的選擇，其pKa值應(yīng)在目標(biāo)pH值的±1范圍內(nèi)，且不與目標(biāo)蛋白或樹脂發(fā)生相互作用（如磷酸鹽會(huì)與Ca2?沉淀，Tris在某些酶反應(yīng)中是抑...

純化之旅始于對(duì)原料的明智選擇。常見的起始物料包括細(xì)菌（如大腸桿菌）、酵母、昆蟲或哺乳動(dòng)物細(xì)胞等重組表達(dá)系統(tǒng)，以及動(dòng)物組織（如肝臟）、植物材料或血清等天然來源。選擇依據(jù)主要取決于目標(biāo)蛋白的性質(zhì)、表達(dá)量、所需的翻譯后修飾以及成本效益。預(yù)處理是至關(guān)重要的第一步，其主...

固定化金屬離子親和層析是重組蛋白純化中較廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。其原理是將螯合劑固定于介質(zhì)上，螯合鎳離子、鈷離子等過渡金屬離子，這些金屬離子又能與重組蛋白末端融合的寡聚組氨酸標(biāo)簽（如6xHis標(biāo)簽）特異性結(jié)合。結(jié)合后，通過提高咪唑濃度（咪唑競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合金屬離子位點(diǎn)）...

緩沖液的選擇對(duì)蛋白純化至關(guān)重要，不同純化步驟需使用不同類型的緩沖液。粗提階段常用Tris-HCl緩沖液，因其緩沖范圍廣（pH 7.0-9.0）且對(duì)蛋白活性影響小；離子交換層析需根據(jù)樹脂類型選擇緩沖液，陽(yáng)離子交換常用醋酸-醋酸鈉緩沖液（pH 4.0-6.0），陰...

在離心之后，上清液可能仍含有細(xì)微的懸浮顆粒和脂質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)堵塞后續(xù)的層析柱，明顯降低純化效率。深層過濾作為一種補(bǔ)充的澄清手段，利用由纖維素、硅藻土等組成的具有深度效應(yīng)的濾膜，通過機(jī)械截留和吸附作用捕獲這些微小顆粒。此步驟能有效保護(hù)下游層析系統(tǒng)，延長(zhǎng)柱壽命，提...

在現(xiàn)代自動(dòng)化純化系統(tǒng)中，集成多種在線檢測(cè)器可以實(shí)時(shí)監(jiān)控純化進(jìn)程。除了基本的紫外檢測(cè)器，還包括在線電導(dǎo)率儀監(jiān)測(cè)鹽濃度、在線pH計(jì)監(jiān)測(cè)酸堿度，甚至在線光散射和DLS檢測(cè)器，能夠?qū)崟r(shí)判斷樣品單分散性和檢測(cè)聚集體形成，為過程控制和決策提供即時(shí)數(shù)據(jù)支持。純化后的蛋白質(zhì)需...

在工業(yè)生產(chǎn)和大型研究項(xiàng)目中，純化成本是需要嚴(yán)格考量的因素。成本包括層析介質(zhì)（其壽命和載量）、緩沖液、設(shè)備折舊、人力及時(shí)間。一個(gè)高質(zhì)量的純化流程不僅追求高純度，還需在成本、時(shí)間和收率之間取得比較好平衡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行的規(guī)?；a(chǎn)。未來蛋白質(zhì)純化技術(shù)的發(fā)展將聚焦于更...

對(duì)于小規(guī)模篩選或常規(guī)純化，使用市售的預(yù)裝層析柱非常方便。而對(duì)于特定介質(zhì)或規(guī)格需求，實(shí)驗(yàn)室也可以利用空柱管和篩板自行裝填小型預(yù)裝柱。這種自制柱提供了極大的靈活性，允許研究人員快速測(cè)試不同介質(zhì)，且成本較低，特別適合方法開發(fā)階段。蛋白質(zhì)，尤其是微量蛋白，在純化過程中...

從實(shí)驗(yàn)室級(jí)別（毫克級(jí)）的工藝開發(fā)到工業(yè)生產(chǎn)（克/千克級(jí)）的放大，并非簡(jiǎn)單的幾何尺寸放大，而是一個(gè)復(fù)雜的工程學(xué)挑戰(zhàn)。放大過程中，流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)會(huì)發(fā)生改變。維持線性流速和柱床高度不變是常見策略，但柱直徑的增大會(huì)導(dǎo)致壁效應(yīng)和流動(dòng)不均一。同樣，在細(xì)胞破碎中，從超聲探頭...

金屬螯合親和層析（IMAC）是重組蛋白純化中較常用的親和技術(shù)，利用His標(biāo)簽與二價(jià)金屬離子（Ni2?、Co2?、Cu2?）的特異性結(jié)合實(shí)現(xiàn)分離。樹脂表面偶聯(lián)亞氨基二乙酸（IDA）或 nitrilotriacetic acid（NTA）基團(tuán)，可螯合金屬離子。Hi...

這兩種層析都基于蛋白質(zhì)的疏水性質(zhì)，但應(yīng)用條件和劇烈程度不同。HIC在生理?xiàng)l件或高鹽濃度下進(jìn)行，高鹽濃度增強(qiáng)了蛋白質(zhì)表面的疏水相互作用，使其與固定相上溫和的疏水基團(tuán)（如苯基、丁基）結(jié)合。隨后通過降低鹽濃度的梯度進(jìn)行洗脫。HIC非常適用于在離子交換后緊接著進(jìn)行，因...

在離心之后，上清液可能仍含有細(xì)微的懸浮顆粒和脂質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)堵塞后續(xù)的層析柱，明顯降低純化效率。深層過濾作為一種補(bǔ)充的澄清手段，利用由纖維素、硅藻土等組成的具有深度效應(yīng)的濾膜，通過機(jī)械截留和吸附作用捕獲這些微小顆粒。此步驟能有效保護(hù)下游層析系統(tǒng)，延長(zhǎng)柱壽命，提...

在工業(yè)化生產(chǎn)中，過程分析技術(shù)（PAT）倡導(dǎo)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來設(shè)計(jì)和控制生產(chǎn)工藝。在蛋白質(zhì)純化中，這意味著在層析流路中集成在線檢測(cè)器，如UV/Vis檢測(cè)器（用于蛋白質(zhì)濃度）、pH和電導(dǎo)探頭（用于緩沖液成分）、以及更先進(jìn)的在線動(dòng)態(tài)光散射（DLS）或質(zhì)譜。這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可...

膜蛋白嵌于脂質(zhì)雙分子層中，具有疏水表面，使其在水溶液中極易聚集和沉淀，純化難度遠(yuǎn)大于可溶性蛋白。關(guān)鍵技術(shù)在于使用溫和的去垢劑（如DDM、Triton X-100）將其從膜中“溶解”出來，并在整個(gè)純化過程中維持去垢劑膠束的存在，以模擬其天然脂環(huán)境，保持其結(jié)構(gòu)和功...

以蛋白質(zhì)結(jié)晶（用于X射線衍射結(jié)構(gòu)解析）為目標(biāo)的純化過程，對(duì)蛋白質(zhì)的“質(zhì)量”提出了更高要求。這遠(yuǎn)不止是SDS-PAGE顯示的單一條帶。它要求蛋白質(zhì)樣品在化學(xué)上高度均一、構(gòu)象高度均一、且處于單分散狀態(tài)（即沒有可觀測(cè)的聚合體）。任何微小的雜質(zhì)、化學(xué)修飾（如脫酰胺）或...

層析樹脂是純化的主要材料，其性能直接影響分離效果和效率。選擇樹脂時(shí)需考慮多個(gè)因素：1）基質(zhì)材料，如瓊脂糖（高載量、親水、但流速較慢）、聚丙烯酰胺、葡聚糖或無(wú)機(jī)材料（如硅膠，耐壓高、流速快，但pH耐受范圍窄）；2）顆粒大小和分布，小顆粒分辨率高但反壓大，粒徑分布...