標(biāo)簽:離子交換層析 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 電荷 離子交換色譜 離子交換樹脂

   離子交換層析也稱為離子交換色譜，它是利用樣品中帶電分子與色譜基質(zhì)固定相中帶相反電荷的部分之間的相互作用。這種類型的分離很難使用其他技術(shù)，因為電荷很容易被所用緩沖液的 pH 值控制。兩種類型的離子交換分離總體來說是陽離子交換和陰離子交換。在交換過程中若是陰離子互換為固定相帶+電荷，相反在陽離子互換過程中，固定相帶負(fù)電荷。

離子交換層析色譜的原理

離子交換層析IEC 色譜法用于帶電生物分子的分離。含有帶電分子的粗樣品用作液相。當(dāng)它通過色譜柱時，分子與固定相中帶相反電荷的位點結(jié)合。使用不同離子強(qiáng)度的溶液洗脫基于其電荷分離的分子。通過使這種溶液通過柱子，可根據(jù)分子的不同電荷進(jìn)行高度選擇性的分離。

離子交換色譜程序的關(guān)鍵步驟：

1.將不純的蛋白質(zhì)樣品以特定的 pH 值加載到離子交換色譜柱中。

2.帶電荷的蛋白質(zhì)將與樹脂中帶相反電荷的官能團(tuán)結(jié)合

3.鹽梯度用于洗脫分離的蛋白質(zhì)。在低鹽濃度下，具有少量帶電基團(tuán)的蛋白質(zhì)被洗脫，而在較高鹽濃度下，具有多個帶電基團(tuán)的蛋白質(zhì)被洗脫。

4.通過洗滌柱子去除不需要的蛋白質(zhì)和雜質(zhì)。

     還可以根據(jù)等電點 (pI) 應(yīng)用 pH 梯度來洗脫單個蛋白質(zhì)，即蛋白質(zhì)中的氨基酸帶有中性電荷并因此不會在電場中遷移的點。由于氨基酸是兩性離子化合物，它們包含具有正電荷和負(fù)電荷的基團(tuán)。根據(jù)環(huán)境的 pH 值，蛋白質(zhì)帶有正電荷、負(fù)電荷或零電荷。在它們的等電點，它們不會與柱樹脂中的帶電部分相互作用，因此會被洗脫。 

      使用陰離子交換樹脂可以使用降低的 pH 梯度來洗脫蛋白質(zhì)，并且可以使用增加的 pH 梯度從陽離子交換樹脂中洗脫蛋白質(zhì)。這是因為增加流動相的緩沖液 pH 值會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的質(zhì)子化程度降低（帶正電荷的程度降低），因此它不能與帶負(fù)電荷的樹脂形成離子相互作用，從而導(dǎo)致被洗脫。相反，降低流動相的 pH 值會導(dǎo)致分子質(zhì)子化程度更高（帶負(fù)電荷更少），從而使其洗脫。

離子交換層析中的離子交換樹脂選擇

      離子交換層析中的離子交換樹脂具有與固體基質(zhì)共價連接的帶正電或帶負(fù)電的官能團(tuán)。基質(zhì)通常由纖維素、聚苯乙烯、瓊脂糖和聚丙烯酰胺制成。影響樹脂選擇的一些因素是陰離子或陽離子交換劑、流速、弱或強(qiáng)離子交換劑、樹脂的粒徑和結(jié)合能力。 天地人和的離子交換層析介質(zhì)是以瓊脂糖凝膠為基質(zhì)的，所以保留了較多天然多糖等成分具有較好的親水性以及孔等結(jié)構(gòu)，與生物活性大分子的相容性良好，比較適用于蛋白、酶、多糖、核酸、質(zhì)粒等的分離和純化。比如： Q Beads 6FF、IexCap Q 6FF、SP Beads 6FF、 IexCap SP 6FF、DEAE Beads 6FF、IexCap DEAE 6FF、 CM Beads 6FF、IexCap CM 6FF、Smac Q、 IexCap Smac Q、Smac Q 40、IexCap Smac Q 40、 Smac SPIexCap、Smac SP、Smac SP 40、 IexCap Smac SP 40等均屬于此類介質(zhì)。

離子交換色譜的應(yīng)用

   離子交換層析法具有廣泛的適用性、高容量和簡單性以及高分辨率是其成為普遍使用的分離方法該技術(shù)主要用于分離和純化帶電生物分子如多肽、蛋白質(zhì)、多核苷酸和核酸。

其離子交換色譜法主要用于：

• 生命科學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)學(xué)的應(yīng)用，比如：白蛋白、重組生長因子、酶等血液成分的分離純化。
• 生物技術(shù)分析應(yīng)用，例如：質(zhì)量控制和過程監(jiān)控
• 食品與臨床研究：研究小麥品種及蛋白尿與不同腎臟疾病的相關(guān)性。
• 發(fā)酵：陽離子交換樹脂用于監(jiān)測 ?-半乳糖苷酶生產(chǎn)過程中的發(fā)酵過程。

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