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準(zhǔn)確測(cè)定蛋白質(zhì)濃度是純化過(guò)程中定量分析的基礎(chǔ)。它用于計(jì)算回收率、比活性以及為后續(xù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備準(zhǔn)確劑量的樣品。有多種方法可供選擇，各有優(yōu)缺點(diǎn)。Bradford法基于蛋白質(zhì)與考馬斯亮藍(lán)G-250染料的結(jié)合，快速、靈敏，但不同蛋白質(zhì)之間的差異較大。BCA法基于蛋白質(zhì)在堿...

在開(kāi)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(chóng)或哺乳動(dòng)物細(xì)胞），這直接影響雜質(zhì)的種類、...

從實(shí)驗(yàn)室級(jí)別（毫克級(jí)）的工藝開(kāi)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(guò)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(jiàn)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...

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。...

非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳在不使用SDS和還原劑的情況下進(jìn)行，蛋白質(zhì)的遷移速率取決于其自身電荷、大小和形狀。它能保留蛋白質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)和生物活性。結(jié)合活性染色，例如在凝膠中直接檢測(cè)酶促反應(yīng)，可以在電泳后直接鑒定具有活性的目標(biāo)蛋白條帶，是分析蛋白質(zhì)天然狀態(tài)和活性的有...

鹽析法是蛋白粗提的經(jīng)典技術(shù)，基于“鹽溶與鹽析”原理實(shí)現(xiàn)蛋白分離。蛋白質(zhì)在低鹽濃度溶液中溶解度隨鹽濃度升高而增加（鹽溶），當(dāng)鹽濃度達(dá)到一定閾值后，溶解度反而下降并析出（鹽析）。常用鹽類為硫酸銨，因其溶解度大、溫度系數(shù)小、對(duì)蛋白活性影響小且價(jià)格低廉。通過(guò)調(diào)節(jié)硫酸銨...

蛋白質(zhì)分離純化是生物化學(xué)、分子生物學(xué)及生物技術(shù)領(lǐng)域的主要技術(shù)與基礎(chǔ)。其根本目的在于，從復(fù)雜的生物樣本（如細(xì)胞、組織或體液）中，特異性地分離出單一的目標(biāo)蛋白質(zhì)，并使其達(dá)到所需的純度與活性水平。這一過(guò)程對(duì)于研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能、相互作用，以及對(duì)于開(kāi)發(fā)診斷試劑、療...

動(dòng)態(tài)光散射通過(guò)測(cè)量溶液中蛋白質(zhì)分子布朗運(yùn)動(dòng)引起的激光散射光波動(dòng)來(lái)估算其流體力學(xué)半徑分布。在純化中，DLS可用于快速評(píng)估樣品單分散性：一個(gè)單分散的峰表明蛋白質(zhì)處于均一、未聚集的狀態(tài)，這對(duì)于結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究至關(guān)重要；而多分散的峰則提示存在聚集體或降解片段，需要進(jìn)一步...

蛋白分離純化是生物工程領(lǐng)域的主要技術(shù)之一，其目標(biāo)是從復(fù)雜生物樣本中提取目標(biāo)蛋白并去除雜質(zhì)，獲得高純度、高活性的產(chǎn)物。生物樣本來(lái)源很廣，包括微生物發(fā)酵液、動(dòng)植物組織勻漿、細(xì)胞培養(yǎng)上清等，這些樣本中除目標(biāo)蛋白外，還含有核酸、多糖、脂質(zhì)、雜蛋白等多種雜質(zhì)，給分離純化...

在細(xì)胞裂解和純化初期，內(nèi)源性的蛋白酶會(huì)從細(xì)胞器中釋放出來(lái)，共同作用于目標(biāo)蛋白，導(dǎo)致其降解。為防止此情況，必須在裂解緩沖液和初始純化步驟中添加廣譜蛋白酶抑制劑 cocktail，其中包括針對(duì)絲氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸蛋白酶以及金屬蛋白酶的抑制劑。在低溫下操作也能...

無(wú)論是在學(xué)術(shù)研究還是工業(yè)生產(chǎn)中，成本都是一個(gè)重要因素。純化過(guò)程的成本包括：層析樹(shù)脂（介質(zhì)）的購(gòu)買(mǎi)和壽命（可重復(fù)使用次數(shù)）、緩沖液和化學(xué)試劑的消耗、設(shè)備折舊與維護(hù)、以及人力成本和時(shí)間。工藝開(kāi)發(fā)的目標(biāo)之一就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化成本效益。這可能意味著：選擇...

純化得到的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)完整不等于功能完整。活性測(cè)定是檢驗(yàn)純化過(guò)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(guò)測(cè)定其催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率來(lái)評(píng)估酶活；對(duì)于抗體，可通過(guò)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(guò)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(kāi)的蛋白質(zhì)。它可以在高鹽條...

純化之旅始于對(duì)原料的明智選擇。常見(jiàn)的起始物料包括細(xì)菌（如大腸桿菌）、酵母、昆蟲(chóng)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(lái)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...

冷凍電鏡技術(shù)，特別是單顆粒分析，對(duì)蛋白質(zhì)樣品的單分散性要求極高。樣品中必須盡可能避免聚集體、降解產(chǎn)物或構(gòu)象不均一的存在，否則會(huì)嚴(yán)重影響二維分類和三維重構(gòu)的分辨率。因此，用于冷凍電鏡的蛋白質(zhì)通常需要經(jīng)過(guò)極其精細(xì)的純化（如多次凝膠過(guò)濾）和嚴(yán)格的DLS、負(fù)染電鏡篩選...

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(kāi)發(fā)階段。蛋白質(zhì)，尤其是微量蛋白，在純化過(guò)程中...

疏水相互作用層析基于蛋白質(zhì)表面疏水貼片的差異進(jìn)行分離。在高鹽濃度條件下，蛋白質(zhì)表面的水化層被破壞，暴露出疏水區(qū)域，與介質(zhì)上的疏水配基（如苯基、丁基）結(jié)合。隨后通過(guò)逐步降低鹽濃度，疏水性較弱的蛋白質(zhì)較早被洗脫。HIC特別適用于在離子交換后，去除疏水性強(qiáng)的雜質(zhì)或蛋...

純化得到的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)完整不等于功能完整。活性測(cè)定是檢驗(yàn)純化過(guò)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(guò)測(cè)定其催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率來(lái)評(píng)估酶活；對(duì)于抗體，可通過(guò)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...

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(lái)蛋白質(zhì)純化技術(shù)的發(fā)展將聚焦于更...

疏水相互作用層析基于蛋白質(zhì)表面疏水貼片的差異進(jìn)行分離。在高鹽濃度條件下，蛋白質(zhì)表面的水化層被破壞，暴露出疏水區(qū)域，與介質(zhì)上的疏水配基（如苯基、丁基）結(jié)合。隨后通過(guò)逐步降低鹽濃度，疏水性較弱的蛋白質(zhì)較早被洗脫。HIC特別適用于在離子交換后，去除疏水性強(qiáng)的雜質(zhì)或蛋...

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(lái)蛋白質(zhì)純化技術(shù)的發(fā)展將聚焦于更...

細(xì)胞破碎是釋放目標(biāo)蛋白的物理或化學(xué)手段。機(jī)械法中的高壓勻質(zhì)利用細(xì)胞懸浮液在高壓下通過(guò)狹窄閥隙，因剪切力和空化效應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞破裂，處理量大、效率高，適用于大規(guī)模制備。超聲破碎則利用高頻聲波產(chǎn)生微小氣泡破裂的空化作用粉碎細(xì)胞，適用于小體積樣本，但需注意產(chǎn)熱問(wèn)題。非機(jī)...

膜過(guò)濾根據(jù)孔徑大小和分離機(jī)制的不同，在純化流程的不同階段發(fā)揮著多種作用。微濾（0.1-10 μm）用于澄清，去除細(xì)胞碎片和大的顆粒物。超濾（UF）是依據(jù)分子量截留（MWCO， 通常1-1000 kDa）進(jìn)行分離，其主要用途是：1）濃縮蛋白質(zhì)溶液；2）透析/脫鹽...

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(guò)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(guò)提高咪唑濃度（咪唑競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合金屬離子位點(diǎn)）...

在整個(gè)純化流程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一步的純化效果至關(guān)重要。十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）是較常用、較直觀的工具。它能在變性條件下根據(jù)分子量大小分離蛋白質(zhì)，通過(guò)考馬斯亮藍(lán)或銀染染色，可以直觀地看到不同純化步驟后，目標(biāo)蛋白條帶是否得到富集，雜質(zhì)條...

親和層析是所有層析方法中通常能提供比較高純度和富集倍數(shù)的一步。其原理是利用目標(biāo)蛋白與固定相上配體之間高度特異性的、可逆的生物化學(xué)相互作用。較經(jīng)典的例子是固定化金屬離子親和層析（IMAC），用于純化帶有組氨酸標(biāo)簽（His-tag）的重組蛋白，其與柱上的鎳離子或鈷...

冷凍電鏡技術(shù)，特別是單顆粒分析，對(duì)蛋白質(zhì)樣品的單分散性要求極高。樣品中必須盡可能避免聚集體、降解產(chǎn)物或構(gòu)象不均一的存在，否則會(huì)嚴(yán)重影響二維分類和三維重構(gòu)的分辨率。因此，用于冷凍電鏡的蛋白質(zhì)通常需要經(jīng)過(guò)極其精細(xì)的純化（如多次凝膠過(guò)濾）和嚴(yán)格的DLS、負(fù)染電鏡篩選...

鹽析法是蛋白粗提的經(jīng)典技術(shù)，基于“鹽溶與鹽析”原理實(shí)現(xiàn)蛋白分離。蛋白質(zhì)在低鹽濃度溶液中溶解度隨鹽濃度升高而增加（鹽溶），當(dāng)鹽濃度達(dá)到一定閾值后，溶解度反而下降并析出（鹽析）。常用鹽類為硫酸銨，因其溶解度大、溫度系數(shù)小、對(duì)蛋白活性影響小且價(jià)格低廉。通過(guò)調(diào)節(jié)硫酸銨...

純化得到的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)完整不等于功能完整。活性測(cè)定是檢驗(yàn)純化過(guò)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(guò)測(cè)定其催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率來(lái)評(píng)估酶活；對(duì)于抗體，可通過(guò)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...

無(wú)論是在學(xué)術(shù)研究還是工業(yè)生產(chǎn)中，成本都是一個(gè)重要因素。純化過(guò)程的成本包括：層析樹(shù)脂（介質(zhì)）的購(gòu)買(mǎi)和壽命（可重復(fù)使用次數(shù)）、緩沖液和化學(xué)試劑的消耗、設(shè)備折舊與維護(hù)、以及人力成本和時(shí)間。工藝開(kāi)發(fā)的目標(biāo)之一就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化成本效益。這可能意味著：選擇...