亲和色谱分离技术
更新时间:2021-12-29 点击次数:2524
亲和色谱分离技术是专门用于纯化生物大分子的色谱分离技术,它是基于固定相的配基与生物分子间的特殊生物亲和能力来进行互相分离的。
亲和色谱广泛用于酶、抗体、核酸、激素等生物大分子,以及细胞、细胞器、病毒等物质的分离与纯化。特别是对分离含量极少而又不稳定的活性物质*,经一步亲和色谱即可提纯几百至几千倍。例如,从肝细胞抽提液中分离胰岛素受体时,以胰岛素为配基,偶联于琼脂载体上,采用亲和色谱可提纯8000倍。亲和色谱经过几十年的发展,随着新型介质的应用和各种配体的出现,其应用日益广泛。
亲和色谱的吸附作用主要是靠生物分子对它的互补结合体(配基)的生物识别能力,如酶与底物、抗原与抗体、激素与受体、核酸中的互补链、多糖与蛋白复合体等。亲和色谱是应用生物高分子物质能与相应专一配基分子可逆结合的原理,将配基通过共价键牢固地结合于固相载体上,制得亲和吸附系统。生物分子上具有特定构象的结构域与配体的相应区域结合,具有高度的特异性和亲和性。其结合方式为立体构象结合,具有空间位阻效应。结合的作用力包括静电作用、疏水作用、范德瓦耳斯力以及氢键等。
例如,酶和底物的专一结合,被假设为是一种“多点结合",底物分子中至少有3个官能团应与酶分子的各个对应官能团结合,而且这种结合必须持有特定的空间构型。也就是说,底物分子中的一些官能团必须同时保持着与酶分子中相应官能团起反应的构型。如果某个有关基团的位置发生改变,就不可能再有结合反应出现。
将具有特异亲和力的一对分子的任何一方作为配基,在不伤害其生物功能的情况下,与不溶性载体结合,使之固定化,装入色谱柱中,然后将含有目的物质的混合液作为流动相,在有利于固定相配基与目的物质形成配合物的条件下进入色谱柱。这时,混合液中只有能与配基发生配位反应形成配合物的目的物质被吸附,不能发生配位反应的杂质分子直接流出。经清洗后,选择适当的洗脱液或改变洗脱条件进行洗脱,使被分离物质与固定相配基解离,即可将目的产物分离纯化。
亲和色谱分离的基本过程如下:
把具有亲和力的一对分子的任何一方作为配基,在不伤害其生物功能的情况下,与不溶性载体结合,使之固化,装入色谱柱,然后把含有目的物质的混合液作为流动相,在有利于固定相配基和目的物形成配合物的条件下进入色谱柱。这时,混合液中只有能与配基发生结合反应形成配合物的目的物质被吸附,不能发生结合反应的杂质分子则直接流出。变换通过色谱柱的溶液组成,促使配基与其亲和物解离,即可获得纯化的目的产物。
亲和色谱分离技术由于其具有简便、快速、专一和高效等特点,已普及到生命科学各个领域,在生物制品分离和分析领域有广泛的应用开发前景。亲和色谱主要用来纯化生物大分子,适用于从组织或发酵液中,分离杂质与纯化目的物间溶解度、分子大小、电荷分布等物化性质差异较小,而相对含量低、其他经典手段分离有困难的高分子物质。尤其是对分离某些不稳定的高分子物质更具*性。
1)分离和纯化各种生物分子
亲和色谱可以用来分离与纯化干扰素、酶、rDNA、抗原、抗体、绒毛生长激素等各种生物分子。例如,用亲和色谱纯化干扰素,可以一步把人体纤维母细胞干扰素纯化数千倍,分离效guo显著。
2)分离纯化各种功能细胞、细胞器、膜片段和病毒颗粒
亲和色谱为分离和纯化不同功能的细胞提供了可能性。
3)用于各种生物物质的分析检测
亲和色谱技术在生物物质的分析检测上也已广泛应用。例如,利用亲和色谱可以检测羊抗DNP(二硝基苯)抗体。