亲和层析是所有层析方法中通常能提供比较高纯度和富集倍数的一步。其原理是利用目标蛋白与固定相上配体之间高度特异性的、可逆的生物化学相互作用。较经典的例子是固定化金属离子亲和层析（IMAC），用于纯化带有组氨酸标签（His-tag）的重组蛋白，其与柱上的镍离子或钴离子结合。另一个广泛应用的是蛋白质A或蛋...

尺寸排阻层析，也称为凝胶过滤，是根据蛋白质流体力学体积（或表观分子量）进行分离的独特方法。其固定相是由高度多孔的惰性颗粒组成。当蛋白质混合物通过层析柱时，大于孔径的蛋白质无法进入颗粒内部，只能从颗粒间的空隙流过，因而较早被洗脱。较小的蛋白质可以进入部分或全部孔径，在柱内停留的路径更长，因而被较晚洗脱...

在离心之后，上清液可能仍含有细微的悬浮颗粒和脂质，这些杂质会堵塞后续的层析柱，明显降低纯化效率。深层过滤作为一种补充的澄清手段，利用由纤维素、硅藻土等组成的具有深度效应的滤膜，通过机械截留和吸附作用捕获这些微小颗粒。此步骤能有效保护下游层析系统，延长柱寿命，提高流程的稳健性，特别是在大规模工业生产中...

在工业化生产中，过程分析技术（PAT）倡导通过实时监测来设计和控制生产工艺。在蛋白质纯化中，这意味着在层析流路中集成在线检测器，如UV/Vis检测器（用于蛋白质浓度）、pH和电导探头（用于缓冲液成分）、以及更先进的在线动态光散射（DLS）或质谱。这些实时数据可以与自动控制系统联动，实现“实时释放”（...

一个高效的纯化方案绝非层析方法的随机堆砌，而是基于不同分离原理的科学组合。典型的策略遵循“捕获-中间纯化-精纯”的三步法逻辑。捕获阶段（如亲和层析）旨在快速富集目标物；中间纯化（如离子交换、疏水层析）去除主要杂质；精纯（如凝胶过滤）则确保较终产品的高均一性。关键在于选择相互“正交”的方法，即基于不同...

对于从包涵体中回收的蛋白质，复性（重折叠）是关键的限速步骤。目标是让变性的、随机的多肽链重新折叠成具有特定三维结构和生物学活性的天然构象。基本策略是缓慢降低变性剂浓度，可以通过透析、稀释或层析方法（如SEC在变性剂梯度下）实现。优化复性条件非常复杂，需要考虑：蛋白质浓度（过低效率低，过高易聚集）、p...

盐析法是蛋白粗提的经典技术，基于“盐溶与盐析”原理实现蛋白分离。蛋白质在低盐浓度溶液中溶解度随盐浓度升高而增加（盐溶），当盐浓度达到一定阈值后，溶解度反而下降并析出（盐析）。常用盐类为硫酸铵，因其溶解度大、温度系数小、对蛋白活性影响小且价格低廉。通过调节硫酸铵饱和度，可使不同蛋白依次析出，例如高饱和...

在开始任何实验操作之前，周密的策略设计是成功的先决条件。设计纯化方案时，首先需要考虑两个关键因素：蛋白质的“源头”和纯化的“目标”。源头决定了起始材料的性质，例如是原核表达系统（如大肠杆菌）还是真核表达系统（如酵母、昆虫或哺乳动物细胞），这直接影响杂质的种类、蛋白质的折叠状态和翻译后修饰。纯化目标则...

疏水相互作用层析基于蛋白质表面疏水贴片的差异进行分离。在高盐浓度条件下，蛋白质表面的水化层被破坏，暴露出疏水区域，与介质上的疏水配基（如苯基、丁基）结合。随后通过逐步降低盐浓度，疏水性较弱的蛋白质较早被洗脱。HIC特别适用于在离子交换后，去除疏水性强的杂质或蛋白质聚集体，是纯化过程中一个重要的正交纯...

纯化之旅始于对原料的明智选择。常见的起始物料包括细菌（如大肠杆菌）、酵母、昆虫或哺乳动物细胞等重组表达系统，以及动物组织（如肝脏）、植物材料或血清等天然来源。选择依据主要取决于目标蛋白的性质、表达量、所需的翻译后修饰以及成本效益。预处理是至关重要的第一步，其主要目标是释放细胞内含物，形成均一的蛋白质...

虽然SPR本身不是一种纯化技术，但它在纯化工艺开发，特别是亲和层析的开发和优化中扮演着关键角色。SPR能够实时、无标记地测量生物分子间（如抗原-抗体、受体-配体）的相互作用动力学，即结合速率常数（ka）和解离速率常数（kd），并由此计算亲和力（KD）。在开发免疫亲和层析或其它基于生物特异性相互作用的...

在现代自动化纯化系统中，集成多种在线检测器可以实时监控纯化进程。除了基本的紫外检测器，还包括在线电导率仪监测盐浓度、在线pH计监测酸碱度，甚至在线光散射和DLS检测器，能够实时判断样品单分散性和检测聚集体形成，为过程控制和决策提供即时数据支持。纯化后的蛋白质需要妥善储存以维持其长期稳定性。关键考虑因...

混合模式层析的固定相配体设计为能够同时通过两种或多种不同的相互作用机制与蛋白质结合，例如静电相互作用与疏水相互作用的结合，或氢键与π-π相互作用的结合。这种多重作用机制使得其选择性不同于传统的IEX或HIC，往往能分离用传统方法难以分开的蛋白质。它可以在高盐条件下结合带电荷的蛋白质，这打破了传统IE...

细胞破碎是释放目标蛋白的物理或化学手段。机械法中的高压匀质利用细胞悬浮液在高压下通过狭窄阀隙，因剪切力和空化效应导致细胞破裂，处理量大、效率高，适用于大规模制备。超声破碎则利用高频声波产生微小气泡破裂的空化作用粉碎细胞，适用于小体积样本，但需注意产热问题。非机械法包括酶溶法（使用溶菌酶、纤维素酶等特...

成功运行一次层析需要细致的操作和优化。关键步骤包括：柱平衡，用起始缓冲液冲洗柱子直至pH和电导稳定，确保固定相处于正确的结合状态；上样，样品应与平衡缓冲液的成分尽可能一致，通常需要提前透析或使用脱盐柱处理；结合与洗涤，用大量平衡缓冲液冲洗，去除未结合或弱结合的杂质；洗脱，采用较适的方式进行，如线性梯...

这两种层析都基于蛋白质的疏水性质，但应用条件和剧烈程度不同。HIC在生理条件或高盐浓度下进行，高盐浓度增强了蛋白质表面的疏水相互作用，使其与固定相上温和的疏水基团（如苯基、丁基）结合。随后通过降低盐浓度的梯度进行洗脱。HIC非常适用于在离子交换后紧接着进行，因为前一步的高盐样品可以直接上样。它能有效...

连续层析是生物制药下游工艺的新趋势，它通过多柱切换技术，使层析过程在不同阶段（如上样、洗淋、洗脱、再生）同时进行，提高了介质利用率和生产效率，减少了设备占地面积和缓冲液消耗。这种模式在抗体的大规模生产中正展现出巨大的经济和环保优势。在蛋白质组学研究中，面对细胞或组织中成千上万种蛋白质的极端复杂性，直...

超滤在蛋白浓缩时可采用不同的压力和流速条件，提高浓缩效率。免疫亲和色谱可用于从微生物发酵液中纯化目标蛋白，应用于生物制药。金属离子亲和色谱可用于蛋白的固定化酶制备，用于生物催化研究。尺寸排阻色谱可用于分析蛋白的多聚体结构，通过峰的对称性等判断。离子交换色谱可用于调整蛋白溶液的离子强度，影响蛋白的稳定...

动态光散射通过测量溶液中蛋白质分子布朗运动引起的激光散射光波动来估算其流体力学半径分布。在纯化中，DLS可用于快速评估样品单分散性：一个单分散的峰表明蛋白质处于均一、未聚集的状态，这对于结构生物学研究至关重要；而多分散的峰则提示存在聚集体或降解片段，需要进一步优化纯化条件。纯化具有生物活性的多亚基蛋...

表面等离子共振技术是一种无需标记的实时分析生物分子相互作用的强大技术。它将一种相互作用物固定于芯片表面，使另一种相互作用物流过芯片，SPR能实时检测结合和解离过程，从而精确测定动力学参数。在蛋白质纯化领域，它不仅用于表征纯化后蛋白质与配体的亲和力，还可用于筛选比较好的纯化条件。质谱技术已成为蛋白质纯...

细胞破碎是释放目标蛋白的物理或化学手段。机械法中的高压匀质利用细胞悬浮液在高压下通过狭窄阀隙，因剪切力和空化效应导致细胞破裂，处理量大、效率高，适用于大规模制备。超声破碎则利用高频声波产生微小气泡破裂的空化作用粉碎细胞，适用于小体积样本，但需注意产热问题。非机械法包括酶溶法（使用溶菌酶、纤维素酶等特...

透析则是基于小分子能透过半透膜，而蛋白等大分子不能透过的原理。它可以去除蛋白溶液中的小分子杂质，如盐离子、缓冲剂等，进一步纯化蛋白样品。离子交换色谱是依据蛋白表面电荷差异进行分离的方法。带有不同电荷的蛋白会与离子交换树脂上的相反电荷基团结合，通过改变洗脱液的离子强度和pH值，可依次将不同蛋白洗脱下来...

尽管蛋白分离纯化技术已经非常成熟，但在实际应用中仍面临许多挑战。例如，目标蛋白可能由于表达量低或稳定性差而难以分离；复杂的样品基质可能干扰分离效果；此外，实现高纯度和高收率之间的平衡也是纯化工艺设计中的难点。为了克服这些问题，研究人员不断开发新的技术，例如多维色谱技术、自动化纯化设备以及高效的标签系...

双向电泳可用于构建细胞特异性的蛋白-蛋白相互作用图谱。超滤在蛋白溶液的浓缩过程中要注意防止蛋白的聚集和沉淀。免疫亲和色谱可用于从微生物发酵产物中纯化目标蛋白，应用于生物工程。金属离子亲和色谱可用于蛋白的金属离子亲和标记，用于免疫荧光定位。尺寸排阻色谱可用于评估蛋白的纯度和分子量分布，结合静态光散射等...

离子交换色谱可用于去除蛋白样品中的带电杂质，提高蛋白纯度。亲和色谱中，通过改变洗脱液的成分和条件，可实现对蛋白的分步洗脱。疏水作用色谱中，温度等因素对蛋白与介质间的疏水相互作用有影响，需适当控制。电泳技术中的等速电泳可用于分离复杂样品中的多种蛋白成分。等电聚焦电泳可用于研究蛋白在不同组织或细胞中的等...

电泳技术是蛋白分离鉴定的重要方法。聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）可根据蛋白质的分子量大小进行分离。在电场作用下，不同分子量的蛋白质在凝胶中迁移速度不同，形成条带。SDS-PAGE通过加入十二烷基硫酸钠（SDS）使蛋白质变性并带上负电荷，消除电荷差异对迁移率的影响，更准确地按分子量分离蛋白。等电聚焦电...

蛋白分离纯化基于蛋白质的多种特性差异。利用蛋白质的分子量不同，可采用凝胶过滤层析法，小分子蛋白在凝胶颗粒间的空隙中停留时间长，移动速度慢，大分子蛋白则先流出，从而实现分离。依据蛋白质的电荷差异，离子交换层析是常用方法，带不同电荷的蛋白质与离子交换介质结合和解离的能力不同，在特定离子强度和pH条件下得...

等电点沉淀是一种基于蛋白质在pH等于其等电点时净电荷为零、溶解度比较低的原理进行的粗分离方法。通过调节样品溶液的pH，可以使一类等电点相近的蛋白质或杂质沉淀出来，从而实现初步的富集或去除。该方法简单、经济，常作为大规模纯化中的初始步骤。共价层析是一种特殊的亲和层析，其固定相上的基团能与蛋白质表面的特...

化学沉淀法通过改变蛋白质溶解环境实现分离。盐析法利用高浓度中性盐（如硫酸铵）破坏蛋白质表面水化膜及电荷平衡，使其沉淀，具有操作简单、成本低廉的优点，但需精确控制盐浓度以避免蛋白质变性；有机溶剂沉淀法（如bingtong、乙醇）通过降低介电常数减少蛋白质溶解度，适用于疏水性较强的蛋白质，但低温操作（0...

蛋白纯化技术在生物制药、诊断试剂及工业酶制剂领域应用guangfan。例如，单克隆抗体生产需通过Protein A亲和层析、离子交换及超滤浓缩等步骤，获得高纯度、低内dusu的产品；诊断试剂中的抗原蛋白纯化则需兼顾活性与稳定性，以满足免疫检测需求。然而，我国蛋白纯化供应链仍面临国外技术垄断的挑战，g...