【正文】 Acr與 Bis的重量比應在 30左右。 . 聚丙烯酰胺凝膠： 丙烯酰胺＋ N,N’ －甲叉雙丙烯酰胺聚合而成 凝膠的機械強度、彈性和透明度粘著度取決于凝膠總濃度（ T） 和交聯度（ C）。 聚丙烯酰胺凝膠是由 丙烯酰胺單體（ acrylamide，簡稱 Acr）和交聯劑 N， N’ 甲叉雙丙烯酰胺 （ methylane bisacrylamide，簡稱 Bis）在 催化劑 和 加速劑 作用下聚合的。 3. 電泳常用設備 （ 1）電泳儀 ： 為電泳提供穩(wěn)定直流電源的裝置 。分辨率較高。瓊脂糖凝膠孔徑度較大，對大部分蛋白質只有很小的分子篩效應。 ?以上兩種類型的電泳，由于介質的孔徑度大，沒有分子篩效應，主要靠被分離物的電荷多少進行分離。 2. 電泳的分類 ?按 支持介質種類 的不同，區(qū)帶電泳可分為： ① 紙電泳 ： 用濾紙作為支持介質，多用于核苷酸的定性定量分析。 ? 區(qū)帶電泳 :（ zone electrophoresis, ZEP）指有支持介質的電泳，待分離物質在支持介質上分離成若干區(qū)帶。 應避免用高電滲物質作支持介質。 通常，緩沖液離子強度在 。（用 buffer保持恒定） ? 離子強度：離子強度越高， v 越低。 2）電場強度： E越高， v越快。 一、電泳的基本理論 1. 原理 : ? 在一定 pH條件下（用 buffer），不同大小、形狀及帶電顆粒在電場中的移動速度不同（用遷移率表示），各自集中到特定的位置上而形成緊密的泳動帶。 3. 色譜儀組成 1）進樣系統(tǒng) 2）輸液系統(tǒng) 3）分離系統(tǒng) 4）檢測系統(tǒng) 5）數據處理系統(tǒng) Principles of Operation for Chromatography Techniques Gel Filtration Ion Exchange Hydrophobic Interaction Affinity Reversed Phase 銜接層析技術時注意事項 層析技術 結束情況 起始條件 小量樣品 GF 低離子強度 IEX 高離子強度或 pH 改變 高離子強度 HIC 低離子強度 特異性結合 AC 特異性洗脫 樣品稀釋，緩沖液不變 第三節(jié) 電泳 ? 電泳 （ electrophoresis, EP） ： ? 指帶電粒子在電場中向著與其所帶電荷性質相反的電極方向移動的過程。 反相色譜中，蛋白質按其疏水性大小進行分離，極性越大疏水性越小的溶質，越不易與非極性的固定相結合，先被洗脫下來。 固定相： 硅膠 填料是非極性的，官能團為烷烴。 反相色譜： 固定相為非極性，流動相為極性。 許多類型的柱層析都可用 HPLC來代替，如離子交換層析、吸附層析、凝膠過濾等。 顆粒大小對分辨率的影響 流速為 240ml/hr 流速對分辨率的影響 顆粒大小為 50－ 80目。 ②溶劑系統(tǒng)采用高壓，因此洗脫速度增大。 包括：非專一性洗脫和專一性洗脫 偶聯 親和層析劑 非專一性洗脫： 改變溫度 改變 pH值 改變離子強度 專一性洗脫： 競爭性洗脫劑（半抗原、抑制 劑、底物類似物） 被吸附物質結合 競爭性地與 配體結合 6. 應用 1）純化大分子物質 如：純化糖蛋白用凝集素（能可逆性地結合碳水化合物的蛋白質）， LectinSepharose 4B 2) 研究酶的結構與功能： 分離有生物活性與失去生物活性的蛋白質。 目前帶有各種手臂的系列載體已有商品供應。 如用 CNBr 作用于葡聚糖和瓊脂糖的糖羥基 2）引入連接臂 （ space arm） 又稱手臂（ spacer ） “ 接臂 ” 的目的： 克服 影響配基與生物大分子的結合的 空間障礙 。 常用：溴化氰（ CNBr）、環(huán)氧氯丙烷、1,4丁二醚、戊二醛、高碘酸鹽、苯醌等。 2）具有與基質共價結合的基團。 如抑制劑，底物，抗體，輔酶等。 可被應用的基質（載體） ： （按性能優(yōu)劣排序） 瓊脂糖凝膠、聚丙稀酰胺凝膠、葡聚糖凝膠、纖維素。 ④ 適當的多孔性。 ② 極低的非特異性吸附性（惰性）。 ? 將待純化物質的特異配體通過適當的化學反應共價的連接到載體上，待純化的物質可被配體吸附，雜質則不被吸附， 從層析柱流出， 變換洗脫條件，即可將 欲分離的物質洗 脫下來 ，實現分離提純。 （ 五）親和層析 (Affinity Chromatography) 由吸附層析發(fā)展起來的 ，是從復雜混和物中純化蛋白質的最好方法。 3） 再生： 除去固定相吸附的雜質 ，用水或 8mol/L 脲素溶液 。 2. 吸附劑 親水性（如 Sepharose） 基質 固定相 疏水性（如硅膠、樹脂） 配體 （疏水性基團）（苯基、辛基、烷基） 產品名稱 載體 配基 生產公司 苯基 Sepharose 4B 瓊脂糖凝膠珠 苯基 Pharnacia 辛基 Sepharose 4B 瓊脂糖凝膠珠 辛基 Pharnacia 烷基交聯瓊脂糖凝膠珠 瓊脂糖凝膠珠 烷基(Cn) 以 色 列 一些商品疏水層析介質 3. 操作 1） 加樣： 樣品溶液中補加適量的鹽。 大多數蛋白質具有較強的親水性，但分子內部存在一個疏水核心， 欲讓蛋白質與疏水性固定相結合在一起，可以靠蛋白質表面的一些疏水補丁（ hydrophobic patch），或讓蛋白質發(fā)生局部變性（可逆），暴露出掩藏于分子內的疏水性殘基。 制備純化生物大分子 圖 439 梯度溶液的制備方法和洗脫曲線 （ a）線性梯度；（ b）凸形梯度；（ c）凹形梯度；（ d）編程梯度 （四）疏水層析 （ Hydrophobic Interaction Chromatography, HIC） 從分離純化的機制看，屬吸附層析類。 pI 蛋白 質帶 正 電 pI 蛋白 質帶負電 2. 陰離子交換劑分離蛋白質 的 過程 平衡 吸附 去吸附 分離結束 再生 + 低鹽 高鹽 利用不同 鹽濃度將 不同蛋白 質 洗 脫下 來 Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Ionexchange chromatography 3. 操作 平衡 上樣 平衡 洗脫 再生 1）上樣： 上樣體積不十分嚴格。 如羧甲基纖維素離子交換劑組成 纖維素 — O— CH2— COO— Na+ 載體 電荷基團 反離子 化學原料合成 ：樹脂類物質 載體 天然材料制成： cellulose sephadex sepharose 陽離子交換劑 : 電荷基團（－） , 反離子（＋） 電荷基團 陰離子交換劑 : 電荷基團（＋） , 反離子（－） 如： DEAE纖維素， CMSepharose 離子交換劑 帶有電荷基團的 不溶性 載體 OCH2CH2NH CH2CH3 CH2CH3 Cl 載體 Diethylaminoethyl (DEAE) 陰離子交換劑 (可吸附 帶負電的蛋白質 ) 陽離子交換劑 (可吸附 帶正電的蛋白質 ) 兩種離子交換劑 ? 陰離子交換劑： ? 常用二乙氨基乙基，二乙氨基乙基 2羥丙基 ? 陽離子交換劑： ? 常用羧甲基 CM — CH2COO－ ? 磺丙基 SP — C3H6SO3－ DEAE － C2H4N+(C2H5)2H QAE － C2H4N+(C2H5)2CH2CH(OH)CH3 離子交換葡聚糖 ? 以 Sephadex G25, G50為骨架，接入離子交換基團。 蛋白質的洗脫體積與其分子量有關 （三）離子交換層析 （ ion exchange chromatography， IEC） :根據待分離物質帶電性質不同的分離 純化方法。 ? 用 %NaN3防腐。 ? 洗速不可過快，保持恒速。 ? 3）加樣 ? 體積不能過多，不超過床體積的 5％，脫鹽時可在 10％左右。 將干膠懸浮于 5~10倍的 蒸餾水中 ，充分溶脹，抽氣，裝柱。 以丙烯酰胺為單體，以甲叉雙丙烯酰胺為交聯劑聚合成的高分子聚合物。 BioGel A (美國） 依靠糖鏈之間的次級鍵維持網狀結構，瓊脂糖密度越大，網狀結構越密集。數字越大，交聯度越小，孔徑越大，分離范圍越廣。 2) 判斷分離效果， Kd差異大，分離效果好， Kd差異小，分離效果差。 Kd小的先流出 ， Kd大的后流出 。 Ⅱ . Kd=1時 ,即 Ve=Vo+Vi， 說明該組分能進入凝膠的全部內空隙 ，最后流出 。 1. 基本原理 大分子物質不能進入凝膠孔內，在凝膠顆粒之間的空隙向下移動，并最先被洗脫出來； 小分子物質可自由出入凝膠孔，流程長而后流出層析柱。 生物大分子一般選擇中性鹽溶液為洗脫劑。 3. 洗脫劑 要求： 粘度小，純度高， 穩(wěn)定性好，完全洗脫下所要分離的成分 ,易與目標分子分離。 羥基磷灰石 （ HA） [Ca10(PO4)6.(OH)2] : 微晶型的磷酸鈣制品， 表面有 Ca2+和 PO43兩種帶電基團； 酸性和中性蛋白質可與 Ca2+結合；堿性蛋白質可與 PO43結合。 2）吸附劑的性質： 活性炭： 常用的吸附介質。 ? 1）吸附劑的選擇： ? 根據吸附能力強弱分為： ? 弱吸附劑：蔗糖、淀粉 ? 中等吸附劑：碳酸鈣、磷酸鈣、硅膠等 ? 強吸附劑：氧化鋁、活性炭 吸附劑的選擇根據相似相溶原則： ?極性強的吸附劑易吸附極性強的物質 ?非極性的吸附劑易吸附非極性的物質。 ?吸附層析的關鍵是吸附劑和洗脫劑的選擇 。 在波 長 280nm具有吸光的 氨 基酸 分光比色 儀 裝置 圖 紫外吸收法 平衡、吸附 鹽 梯度 沖 洗 分管收集 蛋白 測 定 制圖 測 A280 （一）吸附層析 （ adsorption chromatography） 1. 原理 利用固定相的固體吸附劑表面對不同組分吸附力的大小及洗脫液對它的溶解作用（解吸作用）的差異進行分離。 分離后： 再生，平衡，保存。 等溫平衡洗脫：用平衡緩沖液直接進行擴展洗脫。 洗脫： 連續(xù)梯度洗脫：連續(xù)改變緩沖液的 pH或離子強度。 層析操作 ?分離中： 上樣： 體積盡可能小。 ? 2）裝柱： 重力沉降法，要求 均勻，無氣泡。 層析設備 ? 層析裝置： ? 梯度混和器 ? 蠕動泵 ? 層析柱 ? 監(jiān)測儀 ? 記錄儀 ? 收集器 記錄儀 低溫層析柜