生物大分子分离技术综述

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1、生物大分子分离技术综述摘要：生物大分子包括核酸DNA和RNA、多糖、酶、蛋白质以及多肽等。生物大分子分离技术是生物研究中的核心技术之一，当前医学，药学及生命科学学科之间的交叉渗透为大分子分离技术的发展提供了更多的契机。本文对以沉淀、透析、超滤和溶剂萃取为代表的传统分离技术，以及色谱，电泳等现代分离技术的发展概况、方法、特点及应用进行Y综述。关键字：分离技术生物大分了1前言生命科学的发展给生物大分子的分离技术提出Y新的要求。各种生化、分子研究要求提取分离高纯度，结构完整和具冇生物活性的活性的生物人分子样品，这就使得分

2、离技术在各项研究中起着至关重耍的作用。对生物大分子分离技术的研究也就随之产生。同时，随着各学科之间的交叉渗透，纳米材料、计算机自动化等技术的发展也为生物大分子技术的发展提供了更多的空问。生物大分子的制备具有如下特点：生物样品的组成极其复杂，许多生物大分子在生物样品中的含量极微，分离纯化的步骤繁多，耗时长；许多生物大分子在分离过程中就非常容易失活，因此分离过程中如何保证生物大分了的活性，也是提取制备的困难之处；生物大分子的制备几T•都是在溶液屮进行的，温度、ph值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响，很难准

3、确估计和判断。这些都要求生物大分子的分离技术以此为依据，突破这些难点，优化分离程序以获得符合要求的生物大分子试剂。2传统分离技术被广泛应用传统的生物大分子分离方法有透析、溶剂萃取、沉淀和超滤等，它们都是-些较早就建立起来比较完善的的分离方法。2.1透析法1861年ThomasGraham发明透析方法，已成为生物化学实验中最简易常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的分离过程中，除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都需用到透析。现在，除半透膜的材料更加多样化，透析方式也更加多样。透析法主要是利用小分子物质在溶

4、液屮可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的方法。例如分离和纯化DNA、蛋闩质、多肽、多糖等物质吋，可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内，而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中，而加以分离精制：透析是否成功与透析膜的规格关系极人。透析膜的膜孔有大有小，要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。分离时，加入欲透析的样品溶液，悬挂在纯化水容器中，经常更挽水加大膜内外溶液浓度压，必要时适当加热，并加以搅拌，以

5、利透析更快。最后，透析是否完全，须对透析膜内溶液进行检测。2.2溶剂萃取法溶剂萃取法是在20世纪40年代兴起的一项化工分离技术，很被快应用到了生物分子的纯化和分离上。基本原理是用-•种溶剂将产物自另-•种溶剂中提取出来以达到浓缩和提纯的目的。最初是用于抗生素宥机酸，维生素等生物小分子的提取，最近几十年来随着与其它技术的结合而产生了一系列新的分离技术，如超临界萃取、逆胶束萃取、液膜萃取等，可以用于生物大分子如核酸、蛋白质、生物碱等的提取和纯化。在液体混合物溶液中加入某种溶剂，使溶液中的组分得到全部或部分分离的过程称为

6、萃取，溶剂萃取法是从稀溶液屮提取物质的~种奋效方法l2j。2.3沉淀法沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化为难溶物，以沉淀形式从溶液中分离出来，并转化为称量过程，称定其重量进行检测的方法。利用盐析法将蛋白质沉淀出来的方法由来己久。其基本原理是蛋白质在低盐浓度下的溶解度随盐液浓度）T高而増加。球蛋白当盐浓度不断上升时，蛋白质的溶解度又以不同程度下降并先后析出。这是巾于蛋白质分子内和分子间的电荷的极性基W1有静电引力。当水中加入少量盐吋，盐离子与水分子对蛋白质分子一的极性基团的影响。有机溶剂对于许多蛋n质、核酸、多糖和

7、小分子生化物质都能产生沉淀作用。优点是其分辨度比盐析法高，溶剂容易除去且可回收，沉淀的蛋0质不需耍脱盐。而缺点是宥机溶剂易使蛋G质变性，经常采用降低温度的方法进行控制，且有机试剂用量大，回收、储存都较麻烦。2.4超滤法超滤技术是一种加压膜分离技术。20世纪20年代问世，至60年代以来其发展迅速，很快由实验室级的分离技术发展成重要的工业级操作技术。超滤作为一种高效分离技术，广泛用于含有各种小分子溶质的各种生物大分子的脱盐、浓缩和分级分离。基本原理以超滤膜筛为中介，膜两侧的压力差为动力，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密

8、介的许多细小的微孔只允许水及小分了物质通过而成为透过液，而原液屮体积大丁•膜表而微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的口的。优点是超滤技术分离效率高，对稀溶液屮的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。苏局限性是不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10〜50%的浓度。3.现代分离技术3.1电泳技术艰