蛋白质的离子交换层析技术研究进展.ppt
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1、蛋白质离子交换层析技术蛋白质离子交换层析技术 蛋白质离子交换层析技术蛋白质离子交换层析技术1234561.离子交换层析的原理 以离子交换剂为固定相,依据流动相中的以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子组分离子与交换与交换剂上的剂上的平衡离子平衡离子进行可逆交换时的进行可逆交换时的结合力大小结合力大小的差别而进的差别而进行分离的一种层析方法。行分离的一种层析方法。蛋白质(以蛋白质(以静电引力静电引力为主)的离子交换层析为主)的离子交换层析两性分子,不同pH,所带电荷种类和数目不同所带电荷种类和数目不同高级结构,大分子,大分子,多位点吸附除静电力还有氢键、疏水作用、范德华力等待分离的目标分子
2、和杂质一起进入平衡后的离子交换剂,目标分子和待分离的目标分子和杂质一起进入平衡后的离子交换剂,目标分子和杂质因带电量不同,与离子交换剂有不同的结合程度,通过逐渐增加杂质因带电量不同,与离子交换剂有不同的结合程度,通过逐渐增加盐离子浓度,将目标分子和杂质分别洗脱下来,从而实现目标分子和盐离子浓度,将目标分子和杂质分别洗脱下来,从而实现目标分子和杂质的分离。杂质的分离。2.12.22.32.1离子交换剂的基本结构基质应具备的特点:基质应具备的特点:机械稳定性强机械稳定性强,适合高流速,适合高流速 化学稳定性好化学稳定性好,在很宽的,在很宽的pH范围内保持稳定,能耐去污范围内保持稳定,能耐去污剂、有
3、机溶剂。剂、有机溶剂。球形,颗粒均匀。球形,颗粒均匀。亲水性亲水性。高交换容量高交换容量,要有较大的孔径,要有较大的孔径。平衡离子平衡离子2.2离子交换剂的指标:离子交换剂能结合溶液中可交换离子的能力,离子交换剂能结合溶液中可交换离子的能力,通常用有效交换容量和实际交换容量来表示。通常用有效交换容量和实际交换容量来表示。膨胀度:膨胀度:干态的交换剂吸水后造成体积膨胀的程度。干态的交换剂吸水后造成体积膨胀的程度。粒径:粒径:一一般都在般都在3-300m 交联度及网孔结构:交联度及网孔结构:交交联度越高,机械强度越好,耐压性联度越高,机械强度越好,耐压性能越好。能越好。电荷密度:电荷密度:基质颗粒
4、单位表面积的取代基数量。对于蛋白基质颗粒单位表面积的取代基数量。对于蛋白质,介质的电荷密度往往较低。以免结合过牢,难以洗脱质,介质的电荷密度往往较低。以免结合过牢,难以洗脱且易变性。且易变性。粒径粒径分辨率分辨率,分离效果,分离效果,但流速,但流速实际交换容量实际交换容量有效交换容量有效交换容量2.3离子交换剂的分类 根据活性基团的酸碱性质和解离性质:根据活性基团的酸碱性质和解离性质:酸碱性质:酸碱性质:解离性质:解离性质:阳离子交换剂:阳离子交换剂:活性基团为酸性,结合阳离子活性基团为酸性,结合阳离子阴离子交换剂:阴离子交换剂:活性基团为碱性,结合阴离子活性基团为碱性,结合阴离子强离子交换剂
5、:强离子交换剂:活性基团为强酸强碱活性基团为强酸强碱弱离子交换剂:弱离子交换剂:活性基团为弱酸弱碱活性基团为弱酸弱碱类型类型名称名称英文符号英文符号阴离子阴离子强碱强碱季铵基季铵基Q Q季铵基乙基季铵基乙基QAEQAE弱碱弱碱二乙氨基乙基二乙氨基乙基DEAEDEAE阳离子阳离子强酸强酸磺丙基磺丙基SPSP磺乙基磺乙基SESE弱酸弱酸羧甲基羧甲基CMCM2.3离子交换剂的分类由于树脂的孔径过小,且电荷密度过高,疏水性过强由于树脂的孔径过小,且电荷密度过高,疏水性过强使得大分子结合过牢而不易洗脱,同时,会造成变性。使得大分子结合过牢而不易洗脱,同时,会造成变性。通常用于蛋白质的离子交换剂多为纤维素
6、等多糖类。通常用于蛋白质的离子交换剂多为纤维素等多糖类。n纤维素纤维素n葡聚糖葡聚糖n琼脂糖琼脂糖n高效型高效型n非孔型非孔型n聚乙烯醇型聚乙烯醇型2.3离子交换剂的分类 开放性长链,较大的表面积,吸附容量最大开放性长链,较大的表面积,吸附容量最大 离子基团少,排列稀疏,与蛋白质结合不太牢固,易于洗离子基团少,排列稀疏,与蛋白质结合不太牢固,易于洗脱脱 良好的稳定性,洗脱剂的选择范围广良好的稳定性,洗脱剂的选择范围广2.3离子交换剂的分类 目前使用交联葡聚糖主要来自目前使用交联葡聚糖主要来自Pharmacia公司,主要有公司,主要有4种类型,都是以种类型,都是以SephadexG为骨架为骨架
7、商品名分别为商品名分别为SephadexA-25 SephadexC-25 SephadexA-50 SephadexC-50SephadexA-25以以SephadexG,即交联,即交联葡聚糖为骨架葡聚糖为骨架A:阴离子阴离子C:阳离子阳离子凝胶吸水值的凝胶吸水值的10倍倍2525为每克凝胶膨胀时吸水为每克凝胶膨胀时吸水2.52.5克克2.3离子交换剂的分类123TECHNOSepharose系列系列SepharoseCL-6BBio-Gel系列系列34m90m200m90m大孔珠状大孔珠状颗粒状颗粒状Q型型SP型型SepharoseHP弱型(弱型(DEAE,ANXCM)强型(强型(Q,SP
8、)SepharoseFFQ型型SP型型SepharoseBBDE型型CM型型2.3离子交换剂的分类 高效型:高效型:SOURCE系列、系列、MonoBeads系列系列刚性的骨架结构:高硬度、高流速刚性的骨架结构:高硬度、高流速亲水表面:低特异性吸附亲水表面:低特异性吸附 非孔非孔型型:MiniBeads系列系列所有的结合都发生在颗粒表面所有的结合都发生在颗粒表面液膜扩散小,快速;颗粒小,分辨率高液膜扩散小,快速;颗粒小,分辨率高 聚乙烯醇型:聚乙烯醇型:Toyopearl系列系列多孔型三维网状结构,富含羟基,高度亲水多孔型三维网状结构,富含羟基,高度亲水无孔型无孔型有孔型有孔型无孔型无孔型微孔
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