瓊脂糖凝膠q離子交換樹脂

A. 多糖類的提取方法

一、提取與純化動植物中存在的多糖或微生物胞內多糖，因其細胞或組織外大多有脂質包圍，要使多糖釋放出來，第一步就是去除表面脂質，常用醇或醚迴流脫脂。第二步將脫脂後的殘渣以水為主體的溶液提取取多糖 （即冷水，熱水，熱或冷的0.1-1.0mol/L NaOH，熱或冷的1%醋酸或1%苯酚等），這樣提取得到的多糖提取液含有許多雜質，主要是無機鹽，低分子量的有機物質及高分子量的蛋白質、木質素等。第三步則要除去這些雜質，對於無機鹽及低分子量的有機物質可用透析法、離子交換樹脂或凝膠過濾法除去；對於大分子雜質可用酶消化 （如蛋白酶．木質素酶） ，乙醇或丙酮等溶劑沉澱法或金屬絡合物法。多糖提取液中除去蛋白質是一個很重要的步驟，常用的方法有Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法，後者較為劇烈，對於含呋喃糖殘基的多糖由於連接鍵不穩定，所以不宜使用。但該法效率較高，操作簡便，植物來源的多糖常採用該法。上述三種方法均不適合於糖肽，因為糖肽也會像蛋白質那樣沉澱出來。除去蛋白質後，應再透析一次，選用不同規格的超濾膜和透析袋進行超濾和透析，可以將不同分子大小的多糖進行分離和純化，該法在除去小分子物質十分實用，同時能滿足大生產的需要。具有廣闊的應用前景。至此，得到的提取液基本上是沒有蛋白質與小分子雜質的多糖混合物。一般來講，通過上述方法所得到的是多糖的混合物，如果要得到單一的多糖，還必須對該混合物進行純化。柱層析在多糖的純化較為常用，常分為兩類：一是只有分子篩作用的凝膠柱層析， 它根據多糖分子的大小和形狀不同而達到分離目的，常用的凝膠有葡聚糖凝膠及瓊脂糖凝膠，以及性能更佳的Sephacryl等。洗脫劑為各種濃度的鹽溶液及緩沖液，其離子強度不應低於0.02mol/L。二是離子交換層析，它不僅根據分子量的不同，同時也具有分子篩的作用，常用的交換劑有DEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖和 DEAE-瓊脂糖等，此法適合於分離各種酸性，中性多糖和粘多糖。多糖的純化還可用其他方法，如制備性高效液相層析、制備性區帶電泳，親和層析等，這些方法有時對制備一些小量純品供分析用是很有用處的。

B. 蛋白質等生物大分子的分離提取應選用哪種離子交換劑為什麼

常用的蛋白質純化方法有離子交換色譜、親和色譜、電泳、疏水色譜等等
離子交換色譜：蛋白質和氨基酸一樣會兩性解離，所帶電荷決定於溶液pH。pH小於pI時蛋白質帶正電，pH大於pI時蛋白質帶負電。不同蛋白質等電點的蛋白質在同一個溶液中，表面電荷情況不同。離子交換就是利用不同蛋白質在同一溶液中表面電荷的差異來實現分離的。
親和色譜：生物大分子有一個特性，某些分子或基因對它們有特異性很強的吸附作用。如鎳柱中Ni可以與His標簽的蛋白結合，這種只針對一種或一類物質的吸附就是親和色譜的原理。
電泳：SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳，SDS能斷裂分子內和分子間氫鍵，破壞蛋白質的二級和三級結構，強還原劑能使半胱氨酸之間的二硫鍵斷裂，蛋白質在一定濃度的含有強還原劑的SDS溶液中， 與SDS分子按比例結合，形成帶負電荷的SDS-蛋白質復合物，這種復合物由於結合大量的SDS，使蛋白質喪失了原有的電荷狀態形成僅保持原有分子大小為特徵的負離子團塊，從而降低或消除了各種蛋白質分子之間天然的電荷差異，由於SDS與蛋白質的結合是按重量成比例的，因此在進行電泳時，蛋白質分子的遷移速度取決於分子大小。
疏水色譜：疏水色譜基於蛋白質表面的疏水區與介質疏水配體間的相互作用，在高濃度鹽作用下，蛋白質的疏水區表面上有序排列的水分子通過鹽離子的破壞被釋放，裸露的疏水區與疏水配體相互作用而被吸附。疏水色譜就是利用樣品中各組分在色譜填料上配基相互作用的差異，在洗脫時各組分移動速度不同而達到分離的目的。隨著鹽離子濃度的降低，疏水作用降低，蛋白質的水化層又形成，蛋白質被解吸附。

C. 瓊脂糖凝膠和交聯瓊脂糖凝膠的區別

瓊脂糖凝膠是依靠糖鏈之間的次級鏈如氫鍵來維持網狀結構，網狀結構的疏密依靠瓊回脂糖的濃度。一般答情況下，它的結構是穩定的，可以在許多條件下使用（如水，pH4-9范圍內的鹽溶液）。瓊脂糖凝膠在40℃以上開始融化，也不能高壓消毒，可用化學滅菌活處理。
交聯瓊脂糖凝膠是生物分離中常用的色譜基質,利用不同的功能基對其表面的羥基進行修飾,進而制備出疏水色譜、離子交換色譜和親和色譜等商業填料,這些填料在生物大分子的分離純化中得到了廣泛應用。對於修飾凝膠的分離性能,很多研究者都給予了廣泛的關注,但凝膠本身的性狀如耐壓能力以及其微觀結構的改變並未受到應有的重視。而這些性狀的改變必然影響修飾後材料的應用范圍且與其分離性能存在內在的聯系,因此本文以羰基二咪唑(CDI)這種常見的羥基活化劑活化交聯瓊脂糖凝膠,鍵合不同功能基,考察修飾後凝膠其耐壓能力和微觀結構的變化,尋找其中的規律,為以交聯瓊脂糖凝膠為基質的色譜填料的應用提供參考。

D. 吸附薄層層析與分配，離子交換薄層層分析的區別

離子交換層析（Ion Exchange Chromatography簡稱為IEC）是以離子交換劑為固定相，依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時的結合力大小的差別而進行分離的一種層析方法。1848年，Thompson等人在研究土壤鹼性物質交換過程中發現離子交換現象。本世紀40年代，出現了具有穩定交換特性的聚苯乙烯離子交換樹脂。50年代，離子交換層析進入生物化學領域，應用於氨基酸的分析。目前離子交換層析仍是生物化學領域中常用的一種層析方法，廣泛的應用於各種生化物質如氨基酸、蛋白、糖類、核苷酸等的分離純化。常用的離子交換劑有：離子交換纖維素、離子交換葡聚糖和離子交換樹脂 。
離子交換層析中，基質是由帶有電荷的樹脂或纖維素組成。帶有正電荷的稱之陰離子交換樹脂；而帶有負電荷的稱之陽離子樹脂。離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化。由於蛋白質也有等電點，當蛋白質處於不同的pH條件下，其帶電狀況也不同。陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質，所以這類蛋白質被留在柱子上，然後通過提高洗脫液中的鹽濃度等措施，將
吸附在柱子上的蛋白質洗脫下來。結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來。反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質，結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來。
⒈離子交換劑預處理和裝柱對於離子交換纖維素要用流水洗去少量碎的不易沉澱的顆粒，以保證有較好的均勻度，對於已溶脹好的產品則不必經這一步驟。溶脹的交換劑使用前要用稀酸或稀鹼處理，使之成為帶H+或OH-的交換劑型。陰離子交換劑常用「鹼-酸-鹼」處理，使最終轉為-OH-型或鹽型交換劑；對於陽離子交換劑則用「酸-鹼-酸」處理，使最終轉為-H-型交換劑。洗滌好的纖維素使用前必須平衡至所需的pH和離子強度。已平衡的交換劑在裝柱前還要減壓除氣泡。為了避免顆粒大小不等的交換劑在自然沉降時分層，要適當加壓裝柱，同時使柱床壓緊，減少死體積，有利於解析度的提高。柱子裝好後再用起始緩沖液淋洗，直至達到充分平衡方可使用。
⒉加樣與洗脫加樣：層析所用的樣品應與起始緩沖液有相同的pH和離子強度，所選定的pH值應落在交換劑與被結合物有相反電荷的范圍，同時要注意離子強度應低，可用透析、凝膠過濾或稀釋法達此目的。樣品中的不溶物應在透析後或凝膠過濾前，以離心法除去。為了達到滿意的分離效果，上樣量要適當，不要超過柱的負荷能力。柱的負荷能力可用交換容量來推算，通常上樣量為交換劑交換總量的1％-5％。
洗脫：已結合樣品的離子交換前，可通過改變溶液的pH或改變離子強度的方法將結合物洗脫，也可同時改變pH與離子強度。為了使復雜的組份分離完全，往往需要逐步改變pH或離子強度，其中最簡單的方法是階段洗脫法，即分次將不同pH與離子強度的溶液加入，使不同成分逐步洗脫。由於這種洗脫pH與離子強度的變化大，使許多洗脫體積相近的成分同時洗脫，純度較差，不適宜精細的分離。最好的洗脫方法是連續梯度洗脫，洗脫裝置見圖16-6.兩個容器放於同一水平上，第一個容器盛有一定pH的緩沖液，第二個容器含有高鹽濃度或不同pH的緩沖液，兩容器連通，第一個容器與柱相連，當溶液由第一容器流入柱時，第二容器中的溶液就會自動來補充，經攪拌與第一容器的溶液相混合，這樣流入柱中的緩沖液的洗脫能力即成梯度變化。第一容器中任何時間的濃度都可用下式進行計算：
C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1
式中A1、A2分別代表兩容器的截面積：C1、C2分別表示容器中溶液的濃度；V為流出體積對總體積之比。當A1＝A2時為線性梯度，當A1＞A2時為凹形梯度，A1＞A2時為凸形梯度。
洗脫時應滿足以下要求：①洗脫液體積應足夠大，一般要幾十倍於床體積，從而使分離的各峰不致於太擁擠。②梯度的上限要足夠高，使緊密吸附的物質能被洗脫下來。③梯度不要上升太快，要恰好使移動的區帶在快到柱末端時達到解吸狀態。目的物的過早解吸，會引起區帶擴散；而目的物的過晚解吸會使峰形過寬。
⒊洗脫餾份的分析按一定體積（5-10ml/管）收集的洗脫液可逐管進行測定，得到層析圖譜。依實驗目的的不同，可採用適宜的檢測方法（生物活性測定、免疫學測定等）確定圖譜中目的物的位置，並回收目的物。
⒋離子交換劑的再生與保存離子交換劑可在柱上再生。如離子交換纖維素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有強吸附物則可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物質則可用非離子型去污劑洗柱後再生，也可用乙醇洗滌，其順序為：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20％NaOH-水。保存離子交換劑時要加防腐劑。對陰離子交換劑宜用0.002％氯已定（洗必泰），陽離子交換劑可用乙基硫柳汞（0.005％）。有些產品建立用0.02％疊氮鈉。
⒌離子交換層析的應用離子交換層析技術已廣泛用於各學科領域。在生物化學及臨床生化檢驗中主要用於分離氨基酸、多肽及蛋白質，也可用於分離核酸、核苷酸及其它帶電荷的生物分子。

概念
層析是「色層分析」的簡稱。利用各組分物理性質的不同，將多組分混合物進行分離及測定的方法。有吸附層析、分配層析兩種。一般用於有機化合物、金屬離子、氨基酸等的分析。
層析（chromatography）利用物質在固定相與流動相之間不同的分配比例，達到分離目的的技術。層析對生物大分子如蛋白質和核酸等復雜的有機物的混合物的分離分析有極高的分辨力。
[編輯本段]語源學
chrome意為「色彩」，graphy源自希臘文，意為「寫」。色譜為層析的同義語，都是從英語chromatography譯來的。
層析（色譜） chromatograpby
在把微細分散的固體或是附著於固體表面的液體作為固定相，把液體（與上述液體不相混合的）或氣體作為移動相的系統中，使試料混合物中的各成分邊保持向兩相分布的平衡狀態邊移動，利用各成分對固定相親和力不同所引起的移動速度差，將它們彼此分離開的定性與定量分析方法，稱為層析，亦稱色譜法。根據移動相種類的不同，分為液體層析、氣體層析二種。用作固定相的有矽膠、活性炭、氧化鋁、離子交換樹脂、離子交換纖維等，或是在硅藻土和纖維素那樣的無活性的載體上附著適當的液體，也可使用其他物質。將作為固定相的微細粉末狀物質裝入細長形圓筒中進行的層析稱為柱層析（column chromatogra-phy），在玻璃板上塗上一層薄而均的物質作為固定相的稱為薄層層析（thin-layer chromatography），後者可與用濾紙作為固定相的紙上層析進行同樣的分析，即在固定相的一端，點上微量試料，在密閉容器中，使移動相（液體）從此端滲入，移動接近另一端。通過這種展開操作，各成分呈斑點狀移動到各自的位置上，再根據Rf值的測定進行鑒定。當斑點不易為肉眼觀察時，可利用適當的顯色劑，或通過紫外燈下產生熒光的方法進行觀察。也可採用在第一種移動相展開後再用另一移動相進行展開（這時的展開方向應與原方向垂直），使各成分分離完全的雙相層析（two-dimensional chromatography）。分離後，將斑點位置的固定相切取下來，把其中含有來自試料的物質提取進行定量分析。但為制備與定量，柱層析則更為適宜。在柱層析中，移動相從加入試料的一端展開到達另一端後，繼續展開使各成分和移動相一起向柱外分別溶出，這就是廣泛使用的所謂洗提層析（elution chromatography）。層析根據固定相與溶質（試料）間親和力的差異分為吸附型、分配型、離子交換型（離子交換層析）等三種類型。但這並不是很嚴格的，有時常見到其中間類型。此外，近來也應用親和層析，即將與基質類似的化合物（通常為共價鍵）結合到固定相上，再利用其特異的親和性沉澱與其對應的特定的酶或蛋白質。
[編輯本段]類別
◆按層析的機理劃分：
吸附層析、分配層析、離子交換層析、凝膠過濾層析、親和層析等。
吸附層析：利用吸附劑表面對不同組分吸附性能的差異，達到分離鑒定的目的。
分配層析：利用不同組分在流動相和固定相之間的分配系數不同，使之分離。
離子交換層析：利用不同組分對離子交換劑親和力的不同。
凝膠層析：利用某些凝膠對於不同分子大小的組分阻滯作用的不同。
◆按流動相與固定相的不同劃分：
氣相層析、液相層析。這兩大類層析是以流動相不同來劃分的。如同時區分流動相和固定相，劃分為：氣固層析、氣液層析、液固層析和液液層析等。
◆按操作形式劃分：
柱層析、紙層析、薄層層析、高效液相層析等。
柱層析：將固定相裝於柱內，使樣品沿一個方向移動而達到分離。
紙層析：用濾紙做液體的載體，點樣後，用流動相展開，以達到分離鑒定的目的。
薄層層析：將適當粒度的吸附劑鋪成薄層，以紙層析類似的方法進行物質的分離和鑒定。
以上劃分無嚴格界限，有些名稱相互交叉，如親和層析應屬於一種特殊的吸附層析，紙層析是一種分配層析，柱層析可做各種層析。
[編輯本段]基本原理
層析須在兩相系統間進行。一相是固定相，需支持物，是固體或液體。另一相為流動相，是液體或氣體。當流動相流經固定相時，被分離物質在兩相間的分配，由平衡狀態到失去平衡到又恢復平衡，即不斷經歷吸附和解吸的過程。隨著流動相不斷向前流動，被分離物質間出現向前移動的速率差異，由開始的單一區帶逐漸分離出許多區帶，這個過程叫展層。
系數K是物質在兩相中的濃度比。K值大，則在固定相中吸附牢，K值小吸附差。各物質間的K值差別大，則易被分離。不同類型層析的K值含義不同，可視為吸附平衡常數，分配常數或離子交換常數等。
研究層析現象而發展的塔板理論，與有機化學實驗中的分餾法原理有些相似。被分餾的有機溶劑在分餾柱內的填充物上形成許多熱交換層，從而把低沸點溶劑先分餾出來，達到純化的目的。在層析時用理論塔板數n來衡量層析效能。
tR為物質在層析柱上的保留時間，W為洗脫下來的物質峰形的寬度。n值愈大表示層析柱的效能愈高。如用理論塔板高度H表示，則包含了層析柱長度的因子。
式中L為層析柱的柱長。H值越大，則柱效越低。
此外影響層析分離效果的還有渦流擴散、縱向擴散和傳質阻抗等因素。因此選擇層析固定相支持物的粒度、均勻度等物理性能，流動相的層析系統和溫度等都是做好層析的關鍵。
[編輯本段]幾種常用的層析
◆吸附層析
吸附劑的吸附力強弱，是由能否有效地接受或供給電子，或提供和接受活潑氫來決定。被吸附物的化學結構如與吸附劑有相似的電子特性，吸附就更牢固。常用吸附劑的吸附力的強弱順序為：活性炭、氧化鋁、硅膠、氧化鎂、碳酸鈣、磷酸鈣、石膏、纖維素、澱粉和糖等。以活性炭的吸附力最強。吸附劑在使用前須先用加熱脫水等方法活化。大多數吸附劑遇水即鈍化，因此吸附層析大多用於能溶於有機溶劑的有機化合物的分離，較少用於無機化合物。洗脫溶劑的解析能力的強弱順序是：醋酸、水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、醚、氯仿、苯、四氯化碳和己烷等。為了能得到較好的分離效果，常用兩種或數種不同強度的溶劑按一定比例混合，得到合適洗脫能力的溶劑系統，以獲得最佳分離效果。
◆分配層析
在支持物上形成部分互溶的兩相系統。一般是水相和有機溶劑相。常用支持物是硅膠、纖維素和澱粉等，這些親水物質能儲留相當量的水。被分離物質在兩相中都能溶解，但分配比率不同，展層時就會形成以不同速度向前移動的區帶。
◆離子交換層析
支持物是人工交聯的帶有能解離基團的有機高分子，如離子交換樹脂、離子交換纖維素、離子交換凝膠等。帶陽離子基團的，如磺酸基（—SO3H）、羧甲基（—CH2COOH）和磷酸基等為陽離子交換劑。帶陰離子基團的，如DEAE—（二乙基胺乙基）和QAE—（四級胺乙基）等為陰離子交換劑。離子交換層析只適用於能在水中解離的化合物，包括有機物和無機物。對於蛋白質、核酸、氨基酸及核苷酸的分離分析有極好的分辨力。離子交換基團在水溶液中解離後，能吸引水中被分離物的離子，各種物質在離子交換劑上的離子濃度與周圍溶液的離子濃度保持平衡狀態，各種離子有不同的交換常數，K值愈高，被吸附愈牢。洗脫時，增加溶液的離子強度，如改變pH，增加鹽濃度，離子被取代而解吸下來。洗脫過程中，按K值不同，分成不同的區帶。
◆凝膠過濾層析
支持物是人工合成的交聯高聚物，在水中膨脹後成為凝膠。凝膠內為內水層，凝膠周圍的水為外水層。控制交聯度以形成不同孔徑的網狀結構。交聯度小的孔徑大，交聯度大的孔徑小。凝膠只允許被分離物質中小於孔徑的分子進入，大於孔徑的分子被排斥在外水層，最先被洗脫下來。而進入孔徑的分子也按分子量大小大致分離成不同的區帶。選擇不同規格的凝膠，可把一個混合物按分子量的差異分成不同的組分。這種方法曾被稱為分子篩。目前常用的凝膠商品有：葡聚糖凝膠（sephadex）、聚丙烯醯胺凝膠（bio-gel）、瓊脂糖凝膠（sepharose）和聚苯乙烯凝膠（styragel）等。
◆親和層析
在一對有專一的相互作用的物質中，把其中之一聯結在支持物上，用於純化相對的另一物質。常見的親和對如：酶和抑制劑，抗原和抗體，激素和受體等。支持物為瓊脂糖或纖維素等。
◆氣相層析
屬於分配層析或吸附層析，僅適用於分析分離揮發性和低揮發性物質。固定相是在惰性支持物（如磨細的耐火磚）上覆蓋一層高沸點液體，如硅油、高沸點石蠟和油脂、環氧類聚合物。外塗層約為支持物重量的20％。分析時操作溫度范圍，一般從室溫到200℃。特殊的層析柱能達到500℃。流動相常用氦、氬或氮為展層氣體。氣相層析分離的區帶十分清晰，是由於揮發性物質在兩相間能很快達到平衡，所需分析時間大為縮短，一般為數分鍾至10餘分鍾。檢測記錄系統繪出的各峰是測定流出氣體電阻變化的結果，因而測定樣品量可到微克和毫微克水平。具有快速、靈敏和微量的優點。氣相層析也能用於分離制備樣品，但需增加將流出氣體通過冷凍將分離物回收的裝置。
◆紙層析
以濾紙為支持物的分配層析。組成濾紙的纖維素是親水物質，能形成水相和展層溶劑的兩相系統，被分離物質在兩相中的分配保持平衡關系。紙層析用於分析簡單的混合物時可做單向層析。對於復雜的混合物，可做雙向層析。1944年A．J．P．馬丁第一次用紙層析分析氨基酸，得到很好的分離效果，開創了近代層析的發展和應用的新局面。70年代以後，紙層析已逐漸為其他分辨力更高、速度更快和更微量化的新方法，如離子交換層析、薄層層析、高效液相層析等所代替。
◆薄層層析
在玻璃片、金屬箔或塑料片上鋪上一層約1～2毫米的支持物，如纖維素、硅膠、離子交換劑、氧化鋁或聚醯胺等，根據需要做不同類型的層析。聚醯胺薄膜是一種特異的薄層，將尼龍溶解於濃甲酸中，塗在滌綸片基上，當甲酸揮發後，在滌綸片基上形成一層多孔的薄膜，其分辨力超過了用尼龍粉鋪成的薄層。薄層層析較紙層析優越在於分辨高，展層時間短。例如用紙層析做氨基酸分析，往往需要兩天時間，而且對層析條件要求嚴格，不易得到滿意的分離效果。如用薄層層析做，一般約需半小時，分離效果更好。薄層層析一般用於定性分析。也能用於定量分析和制備樣品。
◆高效液相層析（又名高壓液相色譜）
70年代新發展的層析法。其特點是：用高壓輸液泵，壓強最高可達5000psi（相當於34個標准大氣壓）。用直徑約3～10微米的超細支持物裝填均勻的不銹鋼柱。常用的支持物是在玻璃小珠上塗一層1～2微米的二氧化硅，經硫醯氯反應生成Si—Cl，進一步連接疏水的烷基，如Si—C18H37，或陽離子交換基團—Si（CH2）n—C6H4SO3H，或陰離子交換基團—Si（CH2）nNH2。這種支持物能承受很高的壓力，化學性能穩定。用不同類型支持物的HPLC，可做吸附層析、離子交換層析和凝膠過濾層析。其分析微量化可達10-10克水平。但用於制備，可以純化上克的樣品。展層時間短，一般需幾分鍾到10餘分鍾。其分析速度、精確度可與氣相層析媲美。HPLC適於分析分離不揮發和極性物質。而氣相層析只適用於揮發性物質，兩者互為補充，都是目前最為理想的層析法。HPLC配有程序控制洗脫溶劑的梯度混合儀，數據處理的積分儀和記錄儀等電子系統，成為一種先進的分析儀器，在生物化學、化學、醫葯學和環境科學的研究中發揮了重要作用。
◆反相層析
在吸附層析中，高極性物質在層析柱上吸附較牢，洗脫時發生拖尾現象和保留時間長的問題。如果在支持物上塗上一層高碳原子的疏水性強的烷烴類，洗脫液用極性強的溶劑，如甲醇和水的混合物。則被分離樣品中的極性強的物質不被吸附，最先洗下來，得到較好的分離效果。這種層析法與普通的吸附層析法相反，故稱為反相層析。目前用HPLC做反相層析常用的ODS柱，即在支持物的表面上連接了C18H37Si—基團。
◆同系層析
在核酸分析中，將樣品經核酸酶部分裂解成不同長度的核苷酸片段，用同位素標記後，在DEAE纖維素薄層上分離，用含有未標記的相同的核苷酸片段作展層溶劑，這樣，未標記的核苷酸把標記過的核苷酸推進，使按分子量大小不同把標記核苷酸片段，按由小到大的次序排列，達到分離的目的。於是把這種層析法稱為同系層析。同系層析和電泳相結合曾用於寡核苷酸的順序分析。
紙層析是層析法的一種,要了解紙層法還得從層析法開始.層析法又稱色層分析法或色譜法（Chromatography），是一種基於被分離物質的物理、化學及生物學特性的不同，使它們在某種基質中移動速度不同而進行分離和分析的方法。例如：我們利用物質在溶解度、吸附能力、立體化學特性及分子的大小、帶電情況及離子交換、親和力的大小及特異的生物學反應等方面的差異，使其在流動相與固定相之間的分配系數（或稱分配常數）不同，達到彼此分離的目的。
層析法的最大特點是分離效率高，它能分離各種性質極相類似的物質。而且它既可以用於少量物質的分析鑒定，又可用於大量物質的分離純化制備。因此，作為一種重要的分析分離手段與方法，它廣泛地應用於科學研究與工業生產上。現在，它在石油、化工、醫葯衛生、生物科學、環境科學、農業科學等領域都發揮著十分重要的作用。
層析根據固定相基質的形式分類，層析可以分為紙層析、薄層層析和柱層析。其中紙層析是指以濾紙作為基質的層析。

E. 什麼是固定化酶有何優點如何制備固定化酶

固定化酶（immobilized
enzyme)是20世紀60年代發展起來的一種新技術。所謂固定化酶，是指在一定的空間范圍內起催化作用，並能反復和連續使用的酶。通常酶催化反應都是在水溶液中進行的，而固定化酶是將水溶性酶用物理或化學方法處理，使之成為不溶於水的，但仍具有酶活性的狀態
。
酶固定化後一般穩定性增加，易從反應系統中分離，且易於控制，能反復多次使用。便於運輸和貯存，有利於自動化生產，但是活性降低，使用范圍減小，技術還有發展空間。固定化酶是近十餘年發展起來的酶應用技術，在工業生產、化學分析和醫葯等方面有誘人的應用前景。
優點：
①固定化酶可重復使用，使酶的使用效率提高、使用成本降低。
②固定化酶極易與反應體系分離，簡化了提純工藝，而且產品收率高、質量好。
③在多數情況下，酶經固定化後穩定性得到提高。
④固定化酶的催化反應過程更易控制。
⑤固定化酶具有一定的機械強度，可以用攪拌或裝柱的方式作用於底物溶液，便於酶催化反應的連續化和自動化操作。
⑥固定化酶與游離酶相比更適於多酶體系的使用，不僅可利用多酶體系中的協同效應使酶催化反應速率大大提高，而且還可以控制反應按一定順序進行。
缺點：
①固定化可能造成酶的部分失活，酶活力有損失。
②酶催化微環境的改變可能導致其反應動力學發生變化。
③固定化酶的使用成本增加，使工廠的初始投資增大、
④固定化酶一般只適用於水溶性的小分子底物，對於大分子底物不適宜。
⑤與完整菌體細胞相比，固定化酶不適宜於多酶反應，特別是需要輔助因子參加的反應。
⑥胞內酶進行固定化時必須經過酶的分離純化操作
。

F. 制備固定化酶的方法有哪些競爭性抑制劑有何特徵如何消除它對酶的抑製作用

1固定化酶的傳統制備方法

1.1吸附法

吸附法是利用物理吸附法，將酶固定在纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體上的固定方式。
顯著特點是：
工藝簡便及條件溫和，包括無機、有機高分子材料，
吸附過程可同時達到純化和固定化；
酶失活後可重新活化，
載體也可再生。
但要求載體的比表面積要求較大，有活潑的表面

1.2包埋法

包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子結構或微囊結構等多空載體中，而底物仍能滲入格子或微囊內與酶相接觸。這個方法比較簡便，酶分子僅僅是被包埋起來，生物活性被破壞的程度低，但此法對大分子底物不適用。

(1)網格型
將酶或包埋在凝膠細微網格中，製成一定形狀的固定化酶，稱為網格型包埋法。也稱為凝膠包埋法。

(2)微囊型
把酶包埋在由高分子聚合物製成的小球內，製成固定化酶。由於形成的酶小球直徑一般只有幾微米至幾百微米，所以也稱為微囊化法。

1.3結合法

酶蛋白分子上與不溶性固相支持物表面上通過離子鍵結合而使酶固定的方法，叫離子鍵結合法。其間形成化學共價鍵結合的固定化方法叫共價鍵結合法。共價鍵結合法結合力牢固，使用過程中不易發生酶的脫落，穩定性能好。
該法的缺點是載體的活化或固定化操作比較復雜，反應條件也比較強烈，所以往往需要嚴格控制條件才能獲得活力較高的固定化酶。

1.4交聯法

交聯法是用多功能試劑進行酶蛋白之間的交聯，使酶分子和多功能試劑之間形成共價鍵，得到三向的交聯網架結構，除了酶分子之間發生交聯外，還存在著一定的分子內交聯。多功能試劑制備固定化酶方法可分為：
(1) 單獨與酶作用；
( 2) 酶吸附在載體表面上再經受交聯；
( 3) 多功能團試劑與載體反應得到有功能團的載體，再連接酶。交聯劑的種類很多，最常用的是戊二醛，其他的還有異氰酸衍生物、雙偶氮二聯苯胺、N，N-乙烯馬來醯亞胺等。
交聯法的優點是酶與載體結合牢固，穩定性較高；缺點是有的方法固定化操作較復雜，進行化學修飾時易造成酶失活
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競爭性抑制劑與被抑制的酶的底物通常有結構上的相似性，能與底物競相爭奪酶分子上的結合位點，從而產生酶活性的可逆的抑製作用。與酶的活性中心相結合。與酶的結合是可逆的。
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增大底物濃度可以減弱競爭性抑制劑的影響。

G. DEAE 瓊脂糖凝膠 FF和CM 瓊脂糖凝膠 FF的區別

前者是陰離子，後者是陽離子，用途不一樣

H. 固定化酶的種類和應用

是指經過一定改造後被限制在一定的空間內，能模擬體內酶的作用方式，並可反復連續地進行有效催化反應的酶。固定化酶又稱固相酶。在理論研究上，固定化酶可以作為探討酶在體內作用的模型;在實際使用中,可使生產工藝自動化和連續化，提高酶的使用效率。
制備方法 固定化技術是通過化學或物理等手段將酶分子束縛起來供重復使用的技術。大致可分為載體結合法、交聯法和包埋法等。
載體結合法 將酶結合到非水溶性的載體上。一般來講,載體的親水性基團越多，表面積越大，單位載體結合的酶量也越大。最常用的是共價結合法，此外還有離子結合法、物理吸附法。
①共價結合法是將酶蛋白分子上官能團和載體上的反應基團通過化學價鍵形成不可逆的連接的方法。在溫和的條件下能偶聯的酶蛋白基團包括有氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基等。常用的載體包括天然高分子（纖維素、瓊脂糖、葡萄糖凝膠、膠原及其衍生物），合成高分子(聚醯胺、聚丙烯醯胺、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物等)和無機支持物（多孔玻璃、金屬氧化物等）。共價結合法制備的固定化酶,酶和載體的連接鍵結合牢固,使用壽命長，但制備過程中酶直接參與化學反應，常常引起酶蛋白質的結構發生變化，導致酶活力的下降，往往需要嚴格控制操作條件才能獲得活力較高的固定化酶。
②離子結合法通過離子效應將酶固定到具有離子交換基團的非水溶性載體上的一種方法。能引起離子結合的載體,除具有離子交換基團的多糖類外,象離子交換樹脂（見離子交換劑）那樣的合成高分子衍生物也可用作載體。離子結合法與共價結合法比較,操作簡便,處理條件溫和，可以得到較多高活性的固定化酶。但載體和酶的結合力不夠牢固，易受緩沖液種類和pH的影響。
③物理吸附法將酶吸附到不溶於水的載體上而使酶固定化的方法。常使用的載體有活性炭、氧化鋁、高嶺土、硅膠、多孔玻璃、羥基磷灰石等。物理吸附法操作簡便、費用較省,可供選擇的載體類型多,有的可以再生。但酶與載體的相互作用較弱，被吸附的酶容易從載體上脫落，酶的非專一性吸附會引起酶的部分或全部失去。
交聯法 利用雙官能團或多官能團試劑與酶之間發生分子交聯來把酶固定化的方法。常用的試劑有戊二醛、亞乙基二異氰酸酯、雙重氮聯苯胺和乙烯- 馬來酸酐共聚物等。參與此反應的酶蛋白中的官能團有N末端的 α- 氨基、賴氨酸的 ε-氨基、酪氨酸的酚基和半胱氨酸的巰基等。交聯法反應比較激烈，固定化酶的活力，在多數情況下都較脆弱。
包埋法 將酶包裹於凝膠網格或聚合物的半透膜微中,使酶固定化。所用的凝膠有瓊脂、海藻酸鹽以及聚丙烯醯胺凝膠等；用於制備微囊的材料有聚醯胺、聚脲、聚酯等。將酶包埋在聚合物內是一種反應條件溫和，很少改變酶蛋白結構的固定化方法，此法對大多數酶、粗酶制劑、甚至完整的微生物細胞都適用。但此法較適合於小分子底物和產物的反應，因為在凝膠網格和微囊中存在有分子擴散效應。加大凝膠網格，有利於分子擴散，但使凝膠的機械強度降低。
應用 酶經過固定化後，比較能耐受溫度及pH值的變化，可製成機械性能好的顆粒裝成酶柱用於連續生產（或在反應器中進行批式攪拌反應），也可以製成酶膜、酶管等多種形式的酶反應器。隨著固定化酶技術的發展，許多工業生物反應過程已相繼問世。固定化酶作為現代生物技術的一個新的領域，發展很快。目前在工業上應用的數量並不多，這是因為在多數情況下酶的價格昂貴，一般酶活力的回收率不高，輔酶的再生較困難。所以，固定化酶作為生物催化劑主要用於生產精細的特殊化學品、葯品，在食品工業中由於生物催化劑較化學催化劑安全，也將得到廣泛使用。同時，固定化酶用於各種疾病的診斷、治療及人工臟器；用作化學分析的酶電極；固定化酶用作燃料電池；固定化酶用作親和層析手段，分離和提純酶的底物、輔酶、抑制劑及抗體等，顯示出廣闊的前景。
此外，固定化細胞是在固定化酶基礎上發展起來的，它不但省去了酶的提取工藝，而且使許多生化物質的生產，特別是需要多酶的發酵法生產改變成菌體中復合酶系的連續化反應。如果被固定的微生物細胞是仍處於生存狀態的活細胞，則供給一定營養後，細胞將繼續生長繁殖。這種固定化微生物活細胞技術的發展，是工業發酵的新方向。

I. 在酪蛋白等電點的測定實驗過程中，實驗結果ph大於等電點的渾濁度小於p

pH偏離pI程度決定渾濁度，pH越接近pI越渾濁，並不是大於pI和小於pI決定的。版

最小溶解度法。蛋白權質在不同pH溶液中形成不同的濁度來測定，即最大濁度處的pH值為蛋白質的等電點值。渾濁最嚴重時的pH值，即為酪蛋白的等電點。

等電聚焦法。等電聚焦完成後，切成膠條，測量不同段的pH值，並用三氯醋酸顯色，即可確定酪蛋白的等電點。

(9)瓊脂糖凝膠q離子交換樹脂擴展閱讀：

蛋白質在溶液中有兩性電離現象。假設某一溶液中含有一種蛋白質。當pI=pH時該蛋白質極性基團解離的正負離子數相等，凈電荷為0，此時的該溶液的是pH值是該蛋白質的pI值。某一蛋白質的pI大小是特定的，與該蛋白質結構有關，而與環境pH無關。

在某一pH溶液中當pH>pI時該蛋白質帶負電荷，反之pH<pI時該蛋白質帶正電荷，pH=pI時該蛋白質不帶電荷。人體內pH=7.4；而體內大部分蛋白質的 pI<6； 所以人體內大部分蛋白質帶負電荷。