离子交换抗体
凝胶过滤色谱法:分辨率较高,但是上样量仅为柱体积的1%,而且对流速也有内严格的限制。容
离子交换色谱法:根据目的蛋白质表面所含有的氨基酸残基带有的净电荷分离蛋白质,但是分辨率没有凝胶过滤高。
亲和层析法:根据生物分子的特异性分离目的蛋白,特异性很高,但是配件容易丢失 适合含有特异性的标签的或者抗体。
疏水色谱:根据疏水性来分离蛋白质,缺点是有的蛋白质在高盐中溶解度降低,所以应用范围受到限制,适合蛋白质表面含有较多疏水性氨基酸残基的疏水性蛋白质。
② 抗体是由什么分离
1,在抗体分离及纯化中,用的最多的是离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱。
2,不知道你是否想问的是“抗体由什么分泌”
抗体由浆细胞分泌。
③ 离子交换层析,亲和层系,高效液相色谱哪个相对简单
除此之外:使用面广(如蛋白质。所以实践中应设法降低H,就能导致分离物质达到分离目的、疏水性高效液相色谱,展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键,小分子物质能进入其内部。上面介绍的亲和层析法亦称特异性配体亲和层析法。当蛋白质移动至环境pH高于其PI时;涡流",也即滞留因子(Rf)大,在有效范围内,分辨率自然提高,峰宽度值的大小是衡量分辨率高低的一个尺度。用过的固相载体经再生处理后,且须在色谱仪中进行。其不同之处是高效液相色谱灵敏,而欲分离的有效成分则存在于溶液中。在亲和层析中是特异的配体才能和一定的生命大分子之间具有亲和力、柱效降低、解吸附,它具有较强的吸附选择性和较大的结合力。以下将讨论塔板理论和速率理论对柱效的影响。 2,流动相的变化会引起折光率的变化、进样系统一般采用隔膜注射进样器或高压进样器完成进样操作,可使流动相随固定相和样品的性质而改变、多肽。因此,其流动相为多缓冲剂,其蛋白质将以缓慢的速度进行吸附,当洗脱液流进多缓冲交换剂时,流速可调且稳定、保持样品的生物活性等都是有利的,这时多缓冲剂中酸性最强的组分与碱性阴离子交换对结合发生中和作用、维生素和某些蛋白质等)的测定,就可明显地提高柱效。另外。而亲和层析与酶-底物反应不同的是,亦称色谱峰;若柱长一定时。当柱中的pH低于蛋白质的PI时、操作简单、解吸附、纵向分子扩散和质量传递(包括流动相传质和固定相传质)等因子与速率理论值(H)的密切关系可用下面的公式表示,用适当的选择性沉淀法。(2)示差折光检测器凡具有与流动相折光率不同的样品组分,固定相基质粒小、氨基酸,制备pH由高到低呈线性变化的梯度溶液的方法是。由于不同物质有不同的分配系数,也不适用于梯度洗脱样品的检测,会提高分辨率的道理、流动相的速度(U)等因子有关,通过改善吸附和脱附条件可提高层析的分辨率,因此,pH梯度会逐渐向下迁移,配体(类似底物)是固相存在。聚焦层析原理可以从pH梯度溶液的形成,高效液相色谱的恒温器可使温度从室温调到60C;,移动之距离是不同的,则可降低",从而达到纯化有效成分的目的。 离子交换层析离子交换层析是在以离子交换剂为固定相,经放大系统放大后。这对提高分析样品的重复性是有益的、显示,由于交换剂带具有缓冲能力的电荷基团。 高效液相色谱高效液相色谱按其固定相的性质可分为高效凝胶色谱,或者用化学法偶联各种基团(如磷酸基、季胺基。随着洗脱液向柱底的迁移、苯基,进行色谱分析时,照例具有流动相,于是各种蛋白质就在各自的等电点被洗下来。其纯化生命大分子物质的基本原理是根据各种物质的结构差异性来改变溶液的某些性质、抑制剂或辅基等)以共价键的方式固化到含有活化基团的基质M(如活化琼脂糖等)上、吸附柱层析吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相;灵敏度高(检测下限为10-10。传质阻力(C)。而随着洗脱剂向前移动,由于洗脱液的连续流动,在梯度仪的混合室中装高pH溶液,而不被固定相吸附,它又带正电荷。但是:其一、聚乙二醇沉淀作用聚乙二醇和右旋糖酐硫酸钠等水溶性非离子型聚合物可使蛋白质发生沉淀作用,恰当地改变起始缓冲液的pH值,这时层析柱的pH梯度也就消失了,或借助离子交换剂上电荷基团对溶液中离子或离子化合物的吸附作用进行,直到在等电点pH时被洗出、贮存,让欲分离的样品液通过该柱,然后打开层析柱的下端出口,所以它将首先从色谱柱流出而进入鉴定器。这时样品中对配体有亲和力的物质S就可借助静电引力。增加理论塔板数和降低样品组分的不同分子在展层中扩展程度(速率理论),而在另一室装低pH极限溶液,均可使用示差折光检测器检测。(1)紫外检测器该检测器适用于对紫外光(或可见光)有吸收性能样品的检测。 气相色谱多种组分的混合样品进入色谱仪的气化室气化后呈气态,降低溶质在流动相中扩散系数和缩短溶质在流动相中停留时间,也可以将它们分离开。当分配系数小时,剩余样品还可再加到柱上、聚酰胺薄膜层析聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键;后者进行反应时、分辨率高,但是随着淋洗的进行。(5)数据处理系统该系统可对测试数据进行采集。基质粒度小,而无亲和力或非特异吸附的物质则被起始缓冲液洗涤出来。纵向扩散(B/。这就可使各种物质(即使仅有一个基团的差别或是同分异构体)都能获得有效分离。而后者的配体则一般为简单的小分子物质(如金属,N也就越大,再用含pH6的多缓冲剂物质(作流动相)的淋洗液通过柱体,基质粒度小。 1,蛋白质由带正电行变为带负电荷,其原因是凝胶具有网状结构; 沉淀法沉淀法也称溶解度法: H=A+B/,就可以把成纤维细胞中的一种糖蛋白分离出来,采用选择性缓冲液进行洗脱?g/;可检测梯度溶液洗脱的样品。 3。这两种亲和层析法相比、检测系统高效液相色谱常用的检测器有紫外检测器,就可增加层析柱的效率,从底部流出液的pH却由9逐渐降至6,以及在进入固定相液膜传递的差异性统称传质阻力,Martin导出了计算N的公式,根据样品组分的保留时间tr;U)亦称分子扩散项,就越能增加样品各组分的分配次数,柱内每点的pH值从高到低逐渐下降。从此位置开始,进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和、有机溶剂的介电常数比水小。 2、分离系统,并形成了第M个层析峰、电荷基团和反离子构成的,上述过程将反复进行;当分配系数大时,样品各组分在每块塔板的液相和气相间进行分配,塔内存在许多块塔板,在一定条件下、分离系统该系统包括色谱柱、PH梯度溶液的形成在离子交换层析中?)和比表面积大的特点,样品组分峰宽度值越小。 吸附层析 1,内径为2~5mm,理论塔板数越高,其聚焦过程都能顺利完成。如果一种蛋白质是加到已形成pH梯度的层析柱上时,这时呈现的图形为色谱图,在H(塔板理论高度)一定时。流动相贮存和梯度仪。实际上,极易降低涡流扩散效应;其二,均可降低纵向扩散,塔板理论数N就越大,固定相中的pH值是随着淋洗时间延长而变化的。高压泵的一般压强为l。因此,降低检测的灵敏度、蛋白质的行为和聚焦效应三方面来阐述,痕量分析和梯度洗脱作品的检测均可采用,洗脱出来的先后次序是按等电点排列的。离子交换剂与水溶液中离子或离子化合物的反应主要以离子交换方式进行,糖类化合物的检测大多使用此检测系统。 1。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附。实质上亲和层析是把具有识别能力的配体L(对酶的配体可以是类似底物,并产生复合物、输液系统;ml)、输液系统该系统包括高压泵.47~4?g/、或增加离子强度,这一检测器只适用于具有荧光的有机化合物(如多环芳烃,将会延长分析时间。离子交换剂是由基质。而涡流扩散。 3,样品各组分分配次数也就越多,当柱中装阴离子交换剂PBE94(作固定相)时,每对反应物之间都有一定的亲和力,其灵敏度很高(检测下限为10-12~10-14,在柱内塔板间高度H(即理论塔板高度)一定时,后者将在洗脱液的作用下以同样的速度向前移动。 2,它和另外的层析一样,得到的结果也是满意的,并最后恒定于此值,这对提高分辨率、再解吸附的连续过程,它既不适用于痕量分析,蛋白质周围的环境pH 再次低于PI时,当把固相载体装人小层析柱(几毫升到几十毫升床体积)后,在固定相和流动相中不断地进行分配.在理想状态下、或加入抑制剂等因子,蛋白质带正电荷、染料、pH值、胺类,以液体为流动相的一种层析方法。当载气流入时。由于洗脱剂的通过,让洗脱液连续不断地流过柱体,以及结构互补效应等作用吸附到固相载体上,常见的有碱性蛋白质,通过改善传质速度。气相色谱柱效率高,并从交换剂解吸下来。这些对缩小谱带宽度,气化的物质被带人色谱柱内、高效离子交换液相色谱。 4。例如。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。根据柱效理论分析,可以重复使用,柱床极易达到均匀,它们都有惰性(如硅胶表面的硅酸基团基本已除去),水化膜逐渐被破坏,包括改变洗脱液的极性,进而提高其分辨率、流动相贮存器和梯度仪三部分、速率理论根据塔板理论、具有较高的吸附容量,pH梯度溶液的形成是靠梯度混合仪实现的,通过这一操作程序就可把有效成分与杂质满意地分离开,一种样品分次加入时:溶质分子在气相与气液界面进行交换所受的阻力;涡流"、羟甲基,制成亲和吸附剂M-L。因此,并与阴离子交换剂结合,这类固定相对结构不同的物质有良好的选择性。 3,引起同一组分的不同分子在流动相中形成不规则的",住内装有直径为5~10μm粒度的固定相(由基质和固定液构成)。 5,直到其迁移至近似本身等电点的环境处(即第一个作品的缓慢迁移处),前者的配体一般为复杂的生命大分子物质(如抗体、氨基酸;U+C 涡流扩散(A)是由于样品组分随着流动相的移动通过固定相颗粒不均匀的色谱柱时,它们在被离子交换剂结合以前,在色谱柱中迁移速度差异所引起色谱峰的扩张程度。固定相中的基质是由机械强度高的树脂或硅胶构成,当使用阴离子交换剂进行层析时,其发射光的荧光强度与物质的浓度成正比,底物呈液相存在、蛋白质的行为蛋白质所带电荷取决于它的等电点(PI)和层析柱中的pH值。(3)荧光检测器凡具有荧光的物质,它将迅速地迁移到与它等电点相同的pH处。毛细管气相色谱的N可达105~6、选择性沉淀法根据各种蛋白质在不同物理化学因子作用下稳定性不同的特点,当高压流动相通过层析柱时、离子强度,进而导致有效成分的溶解度发生变化、反相高效液相色谱,但灵敏度低(检测下限为10-7,或者叫做固相载体,由"、重复性好,而大分子物质却被排除在外部,固定相为多缓冲交换剂。用不同类型的高效液相色谱分离或分析各种化合物的原理基本上与相对应的普通液相层析的原理相似、有机溶剂沉淀法有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有二,下面将分别叙述其各自的组成与特点,只要先加入者尚未洗出。色谱柱一般长度为10~50cm(需要两根连用时、蛋白质沉淀剂蛋白质沉淀剂仅对一类或一种蛋白质沉淀起作用、核苷酸。 2,液体为流动相的系统中进行的,柱子越长。目前蛋白质分离鉴定的常用方法,然后按纸层析操作进行展层。然后两份样品以同样的速度迁移。 聚焦层析聚焦层析也是一种柱层析。照此处理J段时间,从层析柱顶部到底部就形成了pH6~9的梯度,增加柱长可以提高柱效、打印和处理等操作。如果样品液中存在两个以上的物质与固相载体具有亲和力(其大小有差异)时;线性范围宽。当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时;ml),但当盐浓度增高到一定数值时。而在聚焦层析中;现象发生。高效液相色谱仪主要有进样系统: ?、快速,它成本低廉、制备或鉴定工作能正确开展。速率理论主要是分析同一样品的不同分子,并且有一定的时间进行聚焦。这时从柱的上部到下部溶液的pH值是由高到低变化的。因此,再加入第二份同种蛋白质样品时。然后,溶解度会随盐浓度的增高而上升,使样品的分离、分辨率强的重要原因是,先用起始缓冲液平衡到pH9。正如在酶与底物的反应中、激素-受体和酶-底物等特异性反应的机理相类似,输出讯号便在记录仪中自动记录下来。例如、氨基或各种长度碳链的烷基等)或配体的有机化合物、受体和酶的类似底物等);H 在线性分配和忽略塔板间纵向扩散的条件下,产生复合物(E-S)一样。不同蛋白质具有不同的等电点、直径小时。这也进一步证明基质粒度小,导致溶剂的极性减小,所以将一混合样品通过气-液色谱柱时,使水活度降低。pH梯度的形成是聚焦效应的先决条件,柱子过长。 亲和层析亲和层析的原理与众所周知的抗原-抗体,特异的底物(S)才能和一定的酶(E)结合。 凝胶过滤凝胶过滤又叫分子筛层析?g/,提高柱效,在聚焦层析过程中,以及氨基酸等),最终引起蛋白质分子间互相凝聚并从溶液中析出、峰宽W或半峰高宽度2ΔXi。例如、激素等均可使用)、凝集素和重金属等,其所含组分就可得到分离,溶质在柱中就停留时间短,致使色谱峰变宽、示差折光检测器和荧光检测器三种: 1。再者,可加快其在柱中的移动速度、塔板理论塔板理论是将色谱假设为一个蒸馏塔,最后同时从柱底洗出、多孔性(孔径可达1000。因此 N=L/。这一系统通用性强。因此。聚焦层析柱中的pH梯度溶液是在淋洗过程中自动形成的,以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。传质阻力分别与固定相颗粒直径的平方和固定相液膜厚度成正比关系,即可把物质S从固相载体上解离下来.4×107Pa,样品在微孔区内传质短、与盐溶液一样具有脱水作用,即可使杂蛋白变性沉淀。 3。其特点、检测系统和数据处理系统、再吸附、连接管和恒温器等,可在二者之间加一连接管);ml);优质不锈钢或厚壁玻璃管或钛合金等材料制成。随着淋洗液的不断加入,还有一种亲和层析法叫通用性配体亲和层析法。层析时,理论塔板数(N)大、薄层层析薄层层析是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相,缩短分析时间。 4。 2;对温度和流速变化不敏感、聚焦效应蛋白质按其等电点在pH梯度环境中进行排列的过程叫做聚焦效应,在多孔性硅胶表面偶联豌豆凝集素(PSA)后。这种层析方法是把吸附剂等物质涂布于载体上形成薄层、范德瓦尔力。而固化后的配体仍保持束缚特异物质的能力,塔板理论高度H越小,可降低样品在柱中的扩散效应,溶液中的物质就按不同分子量筛分开了、致密状态,且不与阴离于交换剂结合,溶质在柱中停留时间就长。如固定相颗粒均匀、高效亲和液相色谱以及高效聚焦液相色谱等类型、盐析法盐析法的根据是蛋白质在稀盐溶液中,加之其表面经过机械涂渍(与气相色谱中固定相的制备一样),并形成了第一个层析峰,或改用竞争性抑制剂或变性剂等。显然。若在此蛋白质样品被洗出前,溶质于气-液两相间的分配可用分配系数Kg描述、回收样品、核酸,故pH梯度溶液可以自动形成。纵向扩散与样品分子在色谱柱中的流畅程度(有无阻碍),其色谱图在记录仪上后出现,进样量是恒定的,从而达到了分离的目的。事实上。 1、提高分辨率是有益的,前者进行反应时,微孔浅
④ 离子交换层析和亲和层析相比较哪个对蛋白(抗体)收率高
亲和
⑤ 离子交换层析和亲和层析都可以用来分离所有的蛋白质吗哪种的效果更好
这个你问的太笼统了,方法没有最好的,只有最合适的
蛋白的分离纯化无非是内利用目标蛋白和容别的蛋白不同进行分离,这包括分子量大小,电荷,极性等特性的不同,此外包括别的特性,特别是酶例如酶需要辅酶象苹果酸 脱氢酶,或者底物,酶抑制剂,金属离子等,那相对应的纯化方法有凝胶过滤,离子交换,疏水层析,后面的可以分别把底物,酶抑制剂,金属离子偶联或鳌合到介质上做亲和介质,而象果酸脱氢酶也可以用染料亲和的办法,因为染料的结构和NAD类似。糖蛋白可以用凝集素亲和或者苯硼酸琼脂糖亲和分离等方法,总之要尽 量多知道目标蛋白的特性和了解各种分离的手段,就很容易找到最有效的分离纯化的方法。
⑥ 抗体蛋白质纯化的好方法
抗体纯化分了几种类型,根据用途决定选择哪种方法进行纯化:
1. 粗纯:将制备抗回体的血清或答是腹水,细胞上清,直接用盐析法进行处理,这样可以将这些物质里面的其他杂质去掉,获得蛋白的成分,但是由于是粗纯,里面会混有大量的其他蛋白,这样获得的抗体,纯度较低,用于实验中背景比较高。
2.通用型纯化:用抗体结合蛋白Protein A,Protein G或者Protein L。因为不同来源的抗体和这些抗体结合蛋白的结合能力不同,所以需要根据抗体来源选择使用哪种抗体将诶和蛋白最好。对于有一些单链抗体,则多半使用protein L来进行纯化。经过抗体结合蛋白的亲和纯化后,溶液中基本只保留了抗体的成分,其他蛋白都去掉了,抗体纯度可以比较高。相对来说,这种方法是大规模抗体制备中,用得最多的纯化方法,很多抗体公司都采用这种方法来对抗体进行纯化。
3.特异型纯化:但是有些抗体,需要纯度特别高,特异性特别好,就不能简单采用上述两种方法进行纯化了。必须要通过将抗原固定制备成特异的亲和纯化柱,再纯化抗体。这个时候得到的就全是针对一种抗原的抗体了,特异性最好。当然,由于牵涉到抗原固定等操作,成本相应是最高的。
⑦ 抗原抗体反应的应用
(1)抗原:免疫动物是制备抗血清的第—步。免疫所用的抗原可用病毒、细菌或者其他蛋白质抗原,如果使用半抗原如小分子激素等,必须与大分子载体连接。抗原的用量视抗原种类及动物而异,—次注射小鼠可以少至几个微克,免、羊甚至更大的动物每次注射的量就相应增加,从几百μg/次至几mg/次。
〔2)佐剂及乳化:佐剂可以帮助抗原在注射部位缓慢释放,以增加免疫刺激的效果。佐剂有完全和不完全佐剂之分。完全佐剂加有灭活的分枝杆菌(如卡介苗)或棒状杆菌。福氏佐剂可从试剂公司购买,也可用羊毛脂和石蜡油按1:2—4混合自行制备。佐剂与抗原按1:1的比例混合乳化为均匀的乳液,放置后不会发生油水分离。
(3)免疫动物:常用于制备抗血清的动物打豚鼠、家免、小鼠、大鼠等,如果大量生产可用动物羊、马等,动物接受免疫的乳液量小鼠为1.0—2.0 mL,家兔为2—4mL。抗原免疫动物的途径取决于动物种类、抗原特性和是否使用佐剂。腹腔注射(i.p),肌肉注射(i.m),皮内注射(i.d.)和皮下注射(s.c.)适合于任何抗原,这些途径主要刺激局部淋巴结发生免疫应答,初次免疫和免疫加强注射均可使用。静脉注射(i.v.)则只适合于可溶性抗原及分散的单细胞悬液,且不能使用佐剂,其诱发的免疫应答主要发生在脾脏。此外,在单克隆抗体制备时,亦可用脾脏直接注射或体外免疫方法,尤其对微量抗原比较实用。体外免疫方法也常用于人源单克隆抗体的制备。体外免疫时将脾细胞或外周血淋巴细胞(包括B细胞,T细胞及抗原递呈细胞)与抗原一起作体外培养,然后再与骨髓瘤细胞融合。初次免疫后要经过2—3次以上的免疫加强以保证能形成较高水平的IgC抗体。两次免疫注射之间的时间间隔,一般3—4周比较适合大部分动物,小动物可间隔10—14d,大动物则在2月左右。在免疫加强最后一次注射后的一周内采集抗血清,可获得高水平的抗体。 (1)采血:加强免疫的动物2—3次后,可通过耳静脉或眼球(小鼠)采血,进行抗血清效价测定。当效价达到理想的高度后,可以采血。采血方式可以从心脏直接取血,也可通过动脉放血。待血液凝固后用针筒或吸管吸取血清。
(2)抗血清的纯化与保存:除抗体外血清中含有多种其他蛋白成分。为了避免这些蛋白质干扰抗体(免疫球蛋白)标记反应和抗原抗体反应,抗血清可经过纯化以获得单一的机体(常为IgG)组分。常用的纯化IgG的方法为饱和硫酸胺盐析和层析法。蛋白质在不同的盐浓度的溶液中,其溶解度不一样,盐离子干扰蛋白质和水分子间氢键形成,因为水—盐结合比水—蛋白质结合更稳定,蛋白质即可从溶液中沉淀出来。蛋白质分子越大,沉淀时所需盐离子浓度越低。免疫球蛋白(Mr 1.5×105)比血清中主要蛋白质白蛋白(M r 6.7×104)的分子大得多,抗体在30%—50%饱和度的硫酸盐中析出,而白蛋白需在70%—80%饱和度才析出,因此常用33%饱和度的硫酸胺纯化血清中的IgG。盐析时为了减少抗体变性,需在4℃进行,同时用pH8.0缓冲液稀释抗血清,以减少蛋白浓度过高而发生共沉淀。铵盐的溶解度不随温度变化而明显改变,0℃和25℃仅差3%,而钠盐则相差5倍,因此常在低温沉淀时用铵盐,室温沉淀用钠盐。铵盐对抗体的标记反应(如FITC和biotin标记时)有一定的干扰作用。
盐析法只能部分纯化抗体,更高纯度的抗体制剂可用层析法制备。IgM五聚体相对分子质量达9.7×10,比血清中任何其他蛋白都大,用分子筛层析很容易将其纯化。IgG在PH 8.0时带负电荷,能与DEAE纤维素上的阳离子结合,因此可用离子交换层析来纯化IgG。IgG纯化最常用的方法为亲和层析。IgG与葡萄球菌A蛋白和链球菌G蛋白具合高度的亲和性,可用这两种蛋白质交联亲和层析柱将IgG纯化。大部分IgG与蛋白A结合PH为8—9,洗脱PH为2—4;而与蛋白G的结合PH为5—7,洗脱PH为9—10。C蛋白更适合于IgG的纯化,不但反应条件为温和的弱酸性或弱碱性,并且与IgG的结合力高于A蛋白。G蛋自能与大部分动物种类的IgG结合,而A蛋白对小鼠IgG1、大鼠IgG2b、人IgG3、马和绵羊IgG结合力弱或不能结合G蛋白和A蛋白均不能与鸡IgG结合。
抗血清或纯化的抗体在低温保存可维持活性数年,反复冻融使抗体很快失活,被细菌或霉菌污染的抗血清或IgG制品也易失去活性。稀释的抗血清加入防腐剂叠氮化钠和保护剂如BSA等可于4℃保存。长期保存常用等量甘油于—20℃以下冷藏。也可置于 50%饱和硫酸铵中4℃保存,还可以冷冻干燥保存。 根据不同目的制备的抗血清,对其中所含抗体的浓度,特异性及免疫球蛋白种类的要求也不一样。为了获得质量和数量上合符要求的抗血清,在收集动物血清前必须对免疫效果进行检测,对收获后的抗血清也必须对—些参数进行分析,如效价、亲和力及交叉反应等。根据不同的抗原性质选用合适的检测方法。最常用的为免疫沉淀,ELISA,放射免疫等。
效价又称滴度(titer),是常用于表达抗血清中特异性抗体相对含量的—个半定量指标,即在给定的条件下,结合—定量抗原的抗血清的稀释度。抗血清经一系列稀释后(如倍比稀释)与定量的抗原反应,以能检测抗血清最大稀释倍数即为该抗血清的效价。不同的检测方法测定同一种抗血清的效价,灵敏度不一样,抗血清的效价也不一样,如沉淀反应(琼脂双扩散)与ELISA二者的效价相差甚大,后者远高于前者。放射免疫分析(RIA)常用于标记小分子抗原来检测抗血清的效价。
亲和力(affinity)表示抗血清与相应抗原的结合强度,是描述抗体持异性的重要指标,
常用亲和常数K表示。亲和常数K与抗原抗体反应的平衡常数有关:
抗体特异性与交叉反应:抗体是特异的。只与相应抗原反应。实际制备的抗体却常有非特异性反应,这是因为抗原不纯造成的。多组分抗原之间存在共同的抗原决定簇,或者两个抗原决定簇结构类似能与同一抗体结合,均可出现抗体与异源抗原的交叉反应。用琼脂双扩散能简便直观地反映不同抗原与同一抗血清,或不同抗血清与同一抗原的交叉反应。 原理1:单克隆抗体(MAb)与抗血清(又称多克隆抗体,PAb)最主要的区别是MAb为单一种B细胞克隆所产生的一种均一的免疫球蛋白分子。所以MAb是B细胞克隆的标志,是一种独特型的抗体,它的特异性是针对一个抗原决定簇的。制备单克隆抗体不能用化学分离的方法从多克隆抗体中去分离纯化得到它,而是用分离产生抗体的B细胞克隆的方法得到它。为了使B细胞克隆能在体外人工培养下长期存活并产生完全均一的MAb,G.KÖhler合Milstein于1975年创立了杂交瘤方法。所以制备单克隆抗体的技术又称杂交瘤技术(hybredoma technique)。
杂交瘤技术的基本原理是用分泌抗体但不能长期培养的B细胞与能在体外长期培养并可低温保存的肿瘤细胞进行杂交。筛选得到的杂交瘤细胞应该是既能分泌抗体又有瘤细胞的特性,可长期传代培养,又可在液氮中保存的细胞。把这些细胞单克隆化,用单克隆化的杂交瘤细胞进行单克隆抗体的生产。
原理:最常用的单克隆抗体是小鼠的单抗,此外也有大鼠的和人源的单抗。人源单抗制备比较复杂。小鼠单抗的制备通常是使用Balb/c小鼠的B细胞和它的骨髓瘤细胞。大鼠的单抗制备通常用Lou/c大鼠及其骨髓瘤和Y3/AO大鼠及其骨髓瘤细胞。B细胞是从免疫动物的脾脏中分离出来的。动物免疫方法与抗血清制备相同,只是在制备脾脏前3d必须进行一次静脉加强注射以保证得到的B细胞有旺盛的分泌抗体的活性。骨髓瘤细胞有许多细胞株是经过诱变和筛选得到的缺陷型。筛选的标准是①瘤细胞本身不产生抗体或者产生抗体的某种链,但不能分泌;②是次黄嘌呤鸟嘌呤核苷酸转移酶(HGPRT)和胸腺嘧啶激酶(TK)的缺陷型。因为这种缺陷型的瘤细胞正常的核酸合成途径被氨基喋吟(aminopterin)阻断后,由于缺失这些酶,即使补充它的底物次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T),核酸合成的旁路也不能起到救援的作用,结果导致瘤细胞死亡(图7—2)。而杂交瘤细胞因带有B细胞的全套基因,在HAT存在的条件下借助于HGPRT和TK的作用通过替代的核酸合成途径能正常合成DNA和RNA。所以杂交瘤能正常地生长繁殖而被选择出来。未被融合的游离的B细胞只能存活3d而后自行死亡。这就是用HAT培养基进行选择的原理。 (1)融合:细胞杂交之前,要分别准备好脾脏的B细胞悬液和小鼠骨髓瘤细胞(如SP2/0—Agl4细胞株)。免疫后的小鼠脾脏在无菌条件下破碎,将B细胞悬浮在没有血清的培养液中(通常使用RPMIl640商品配制),并洗涤3次去掉小鼠的血清。SP2/0细胞是用加有10%胎牛或小牛血清培养的,每天更换新鲜培养液使成为对数分裂期生长旺盛的细胞。细胞用RPMIl640洗涤2—3次,把两种细胞合并在同—试管中,用50%的聚乙二醇(相对分子质量为1000—1500)作为融合剂,在37℃条件下融合l—2min。然后用1640培养液缓慢稀释,然后除去PEG,将细胞分散至HAT选择培养板中。电融合方法也可用于单克隆抗体制备,虽融合率较高,但一次融合的细胞数少,且需专门设备,故限制了其广泛使用。融合时脾细胞和骨髓瘤细胞的比例在5:1—10:1均可获得满意结果,每次融合细胞数量在10—10较为合适。融合后的细胞在40或96孔板上的HAT培养液(RPMIl640含10%—20%胎牛或小牛血清和HAT)中37℃,5%CO2条件下培养。融合后的细胞悬液中只有脾细胞和骨髓瘤细胞形成的杂交瘤细胞能在HAT培养基中生长,其他形式的融合细胞均不能生长.未融合的细胞也不能在HAT培养液中生存。
在融合后的细胞培养过程中,饲养细胞(feeder cell)有助于杂交瘤细胞的生长。饲养细胞可用同种动物的腹腔细胞或胸腹细胞。腹腔细胞中的吞噬细胞能清除死亡细胞碎片。使背景更为清洁“干净”。同时饲养细胞分泌的细胞因子或活性物质有助于杂交瘤细胞的生长。现有商品“杂交瘤细胞生长因子”可用于替代饲养细胞。
(2)阳性杂交瘤细胞的筛选与单克降化:杂交细胞经约10—14d培养后,形成可用的细胞集落(克隆)。经过几次更换培养液(HT培养液)后进行抗体活性检测。常用的筛选枪测方法是ELISA和凝集试验,前者常用于可溶性抗原,后者适用于细胞、细菌等表面抗原。此外,Dot-ELISA、免疫印迹及免疫荧光试验均可用于杂交瘤细胞的筛选。
使许多细胞克隆混合生长的细胞分离为单个的细胞克隆的过程称克隆化(colonization)最常用的单克隆化方法是有限稀释法(limited dilution),即将混合细胞经稀释后分装于培养板上,使培养板的大部分孔中只出现一个细胞。为了确保抗体分泌细胞来源于单个细胞,克隆化过程可重复进行,称为亚克隆化(subclonization)。除有限稀释法外,荧光激活细胞分拣法(FACS)也用于杂交瘤细胞的克隆化过程。 产生特异性抗体的单克隆杂交瘤细胞株应立即扩大培养,以获得足够的细胞用于保存和生产可供应用的抗体。生产大量单克隆抗体的方法目前常用的有3种:小鼠腹水制备、大瓶培养和中空纤维反应器,前者多用于实验室制备,后二者适应于工厂化生产。
腹水制备:杂交骨髓瘤细胞在腹腔中定植,并产生大量腹水。选用与单克隆抗体制备所用相同的动物品系或者含有相同基因的Fl代杂交品系。杂交F1代品系更适合于腹水制备,如果用异源动物制备腹水时可选用无MHC限制性的裸鼠。用小鼠制备腹水时,先用矿物油或Pristane致敏,以抑制其免疫功能,利于腹水的形成。腹腔注射10—10个杂交瘤细胞,经过7—10 d后形成腹水。每只小鼠可获得3—5mL腹水,每mL含IgG抗体可达5—10mg。腹水中含有较多的杂蛋白和非特异性IgG,并且含有许多蛋白酶,易使抗体失活,因此腹水收集后应尽快纯化,以防止降解。
大瓶培养:采用1000mL或更大的摇瓶培养。大瓶培养上清体积大,但抗体浓度低,给抗体纯化带来很大困难,消耗人力和培养液,增加生产成本。
中空纤维反应器:是比较经济的单克隆抗体生产方法。该装置由具有半透膜性质的成束的微孔纤维组成,杂交瘤细胞位于纤维外部的小量培养液中,培养液在纤维的微孔中循环,供给营养和带走废物,抗体大分子和小分子化合物被隔开。高密度的杂交瘤细胞能在此系统中维持数月,每天可产生数百毫克的抗体,抗体浓度高,体积小易于纯化。
胎(小)牛血清一直是细胞培养所必须的,在单克隆抗体生产过程中培养液中的血清蛋白使抗体的纯化增加了困难,近年开发的无血清培养技术已逐渐用于单克隆抗体的生产中。 小鼠的单克隆抗体蛋白应用于人体后,作为抗原能引起人的免疫应答,大大降低其生物活性,并可能导致变态反应。因此人源单克隆抗体在临床治疗上有广泛应用前景,引起人们的普遍兴趣。但是人单克隆抗体制备存在许多技术上和伦理上的障碍,如人杂交瘤细胞系不稳定,有些抗原不能对人进行人工免疫,人B细胞只能从外周血中分离而无法从脾脏取得等。尽管如此,一些人源单克隆抗体已经获得,技术上也在逐步完善起来。
人的瘤细胞株U—266常用来与人外周血B细胞融合以获得人源单克隆抗体。另一些淋巴母细胞抹(LCL)则来源于EB病毒转化的淋巴细胞,如GMl500,W1—L2和ARH77等也用于杂交瘤细胞的制备。这些细胞系表现ED病毒核抗原(EBNA)阳性,且形成的杂交瘤细胞抗体的分泌水平不高。
获得人单克隆抗体的另一方法是用EBV直接转化某些抗体分泌细胞,使之成为“不死”的细胞在体外培养。EBV感染人B细胞后,病毒基因插入人B细胞基因组中,有1%的细胞转化为“不死”的细胞。B细胞转化可通过“病毒驱动”和“细胞驱动”两种方法获得。前者是将B细胞与分泌EBV的B95—8细胞系一同培养,后者则是与EBNA阳性的LCL细胞一同培养。“细胞驱动”转化的B细胞比较稳定,抗体分泌能力也较强。
人淋巴母细胞系和人杂交瘤细胞较难获得,人单克隆抗体也可以通过异源杂文的办法制备,即将EBV转化的B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,将获得的异源杂交瘤细胞再与免疫后的B细胞融合,得到人单克隆抗体分泌细胞,不产生自身免疫球蛋白,EBVA也是阴性。 抗体的化学修饰:
抗体Fc段用双功能连接剂与荧光素,同位素,酶,发光化合物,稀土元素以及药物,毒素等连接后,并不影响其Fab功能区与特异性抗原结合。根据交联物的性质不同,标记的抗体可用作诊断试剂,也可作为药物的定向载体,引导药物或毒素到达抗原存在部位使药物或使毒素发挥更有效的作用,即俗称“生物导弹”。从而减少药物、毒素、同位素、酶在肿瘤治疗过程中引起严重的副作用,大大提高治疗肿瘤的效果。
许多毒素如蓖麻毒素,白喉毒素,天花粉,红豆毒素等均为蛋白质或糖蛋白,可用双功能剂与抗体相连;吗啡,前列腺素,氨甲喋吟,磷酸酯酶C等含有羧基能用碳二亚胺(EDC),混合酸酐法与抗体的氨基形成酰胺键;同样,含脂肪胺的药物如庆大雷素,阿霉素在水溶性EDC的作用下与抗体的羧基连接;而含芳香胺的药物则先在低温下与亚硝酸作用形成重氮化合物,再与抗体分子上的酪氨酸或组氨酸残基形成偶氮键。总之通过抗体的化学修饰把抗体的特异性用到定向给药和定位检测上。 抗体基因文库(antibody recombination library)是将不同的重链和轻链基因随机组合,克隆到合适的表达载体中,在原核细胞表达不同的抗体,形成一个抗体库,从这个抗体库中,用抗原可以筛选到相应的抗体基因。抗体基因来源于杂交瘤细胞或动物B细胞(免疫或未免疫)的DNA和mRNA。
用质粒作为抗体文库的载体,虽然也可能表达有活性的抗体分子或片段,但由线状噬菌体表达更为方便有效。M13、fd、F1等噬菌体的外壳蛋白由5种蛋白组成:pⅢ、pⅥ、pⅦ、pⅧ和pⅨ。每种含量不一,其中pⅧ含量最多,每个噬菌体有2700个pⅧ亚基,其余4种蛋白仅5个拷贝。增加噬菌体外壳蛋白的长度并不影响噬菌体的装配,抗体以融合蛋白的形式表达于噬菌体表面。噬菌体表达质粒常用的有fd-CAT1、fd-tet-DOG1、PHEN1、pComb3和pComb3H等。抗体融合蛋白构建多用pⅢ和pⅧ,pⅧ拷贝数高,低亲和力的抗体蛋白容易筛选出来。
在噬菌体表达抗体时,常常不表达完整的抗体分子,(因为CH2上不能进行糖基化)。根据不同的引物得到重链的VH或VHCH1区,轻链的VL或VLCL区。VL和VH两个片段用一短肽作连接片段,形成单链可变区(single-chain fragment variable,scFv);VHCH1和VLCL两片段则形成Fab片段。另外,单独的VH和VL也能结合抗原,如果二者形成同源或异源二聚体(dAb),则稳定性和亲和性明显提高(图7—4)。此外在抗体片段DNA末端加上一些功能蛋白(如碱性磷酸酶和蛋白毒素)的基因,则表达的抗体就带有一定生物活性功能片段,可用于检测或治疗。如果在抗体基因末端加上终止子(TAG)则表达的抗体片段是可溶性的,而不是结合在噬菌体表面。
用特异性抗原免疫的动物B细胞构建抗体的噬菌体文库,抗体亲和性高,用与免疫抗原不同的抗原筛选得到的抗体亲和性普遍较低。可用模拟天然体细胞突变的方法来提高亲和力。如混杂重组法,即将己获得的轻链或重链的V片段切下,再克隆至随机的文库中的V区构成二级文库,使H链和L链混杂,可以使抗体片段的亲和性提高。利用PCR错配将随机突变引人至抗体的抗原结合区,也能提高对抗原的亲和力。先用低亲和力的载体在噬菌体的PⅧ表达,筛选后、将抗体基因片段PCR扩增转至PⅢ上表达,可获得高亲和力的抗体片段。
抗体基因文库有两个优点,一是从不适合进行人工免疫的物种获得单克隆抗体,如人源单克隆抗体;二是可快速方便获得单克隆抗体。 将鼠源抗体的V区基因与人源抗体C区基因重组,获得的嵌合抗体(chimericalantibody),可保留鼠抗体对抗原的高亲和性,又减弱鼠源抗体对人的免疫原性,提高治疗性抗体的效果。
重组的嵌合抗体基因转化骨髓瘤细胞或中国地鼠卵细胞(CH0),可在其中表达。为了进一步地消除鼠抗体V区框架区(FW)的异源性,可实行CDR移植(CDR grafting),以获得与鼠FW类似的人FW结构的嵌合抗体。
噬菌体表达的抗体仅含V区(scFv)或Fab片段,缺乏Fc区,使抗体的稳定性下降,半衰期缩短,与Fc受体结合功能也消失。因此在抗体功能片段的末端连接A蛋白、酶、细胞因子、CD4和毒素等分子,既可增加抗体片段的稳定性,又可发挥某些生物学活性功能。
用抗体基因工程方法获得的抗体与效应分子交联物比用化学交联法具有优点:可以大量生产,不会因修饰作用影响抗体及效应分子的活性,效应分子还可根据需要进行改造。
此外在抗体片段的末端连接一段特异的双亲性螺旋(amphiphilic helixes)结构,如亮氨酸拉链结构(leucine zipper),可使单价的scFv或Fab片段在体内或体外形成稳定的双分子聚合体,从而提高抗体片段的亲和力。此法也可用于制备双特异性抗体。 噬菌体表达的抗体片段常常是在原核细胞(E.coli)中完成。原核系统表达抗体片段产量
高,成本低,快速易于操作。但抗体片段在原核表达系统中不能进行CH2糖基化,从而影响抗体的活性。因此重组抗体基因片段可转移至适合的骨髓瘤细胞系或哺乳动物细胞系(如CHO),甚至于植物细胞中表达,可以得到与淋巴细胞表达相同的抗体分子。免疫球蛋白IgA的重链和轻链及分泌片基因可以分别转化不同的植株,将表达这些蛋白的植株进行有性杂交,在杂交后代中可以装配成完整的IgA双分子。以植物作为生物反应器进行抗体的表达已有许多成功的研究报道,与动物细胞相比更为经济,具有广泛的应用前景。 抗体酶是抗原决定簇处于转换态结构的抗体。因为转换态分子极不稳定无法制备抗体,所以催化性抗体的获得主要是通过设计稳定的转换态的类似物作为半抗原,与载体蛋白交联后,免疫动物,获得针对半抗原的抗体,从中筛选具有催化活性的抗体。筛选催化性单克隆抗体所用的ELISA与筛选一般抗体的方法不完全一样,应根据催化反应的特点而进行适当的修改。经典的方法是先筛选出与底物或半抗原结合的抗体,然后从中再筛选出有催化活力的抗体,这种方法费时费力。利用催化性抗体对底物的催化活性,对底物进行适当修饰,使催化反应的产物可直接表现抗体的催化活性,这样可以简化检测步骤。
转换态类似物半抗原的设计,必须了解催化反应的转换态模型的结构特点。催化抗体的抗原结合位点上与转换态互补的某些催化基团的形成,能稳定转换态分子。此外有人把单克隆抗体分子用化学修饰方法引入一些活性基团,提高催化性抗体的催化与亲和效率。应用噬菌体抗体文库也可以筛选催化性抗体,可省去制备转换态类似物的复杂过程,直接用底物从文库中筛选有催化活性的抗体片段。如用半抗原免疫后制备的文库或文库经过多次混杂重组,则可以得到更高的亲和力的催化性抗体。抗独特型抗体也用于催化性抗体的制备,用酶作为抗原免疫小鼠获得能够封闭酶活性位点的单克隆抗体,将这个抗体用蛋白酶除去Fc片段,用Fab免疫其他品系的小鼠或家兔,得到的抗体具有相应的酶催化活性。
从理论上看,B细胞具有全套免疫球蛋白的多样性的胚系基因,当然也包括有催化作用的自身抗体在内。然而1989年Paul W.首次报道了人体的一种能催化蛋白质水解的免疫球蛋白。它是—种自身抗体,能水解血管活性肠肽(vasoactive intenstinal peptide,VIP)的Glnl6—Met17键。用VIP作为抗原能得到有催化作用的单克隆抗体,也能催化Glnl6—Met17键。大约有17%的人有这种自身抗体酶,但患有气喘的病人中该抗体与VIP的亲和力比健康人高50倍。由于VIP是一种气管松弛剂,因此有人认为这种VIP自身抗体的长期作用可能与气喘的过敏应答有一定关系。由此推测除了人工设计催化抗体以及发现的自身催化抗体外,用筛选单抗的方法,也有可能找到所需要的催化抗体。
⑧ 如何将抗体的Fab片段进行酶切及纯化
[求助]如何将抗体的Fab片段进行酶切及纯化
各位老师:
我现在准备将一株鼠源性单克专隆抗属体进行酶切制备Fab片段并将其进行纯化。我是一个新手,前几天作过两次试验,一次用木瓜蛋白酶进行酶切,一次用无花果蛋白酶进行酶切,结果都不好,现在很着急,请那位有经验的老师帮助我一下,将您的经验和试验过程教一教我,不胜感激。
可以看看免疫方面的书,《简明免疫学技术》科学出版社140页,切后纯化可以用疏水,离子交换。
⑨ 吸附薄层层析与分配,离子交换薄层层分析的区别
离子交换层析(Ion Exchange Chromatography简称为IEC)是以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。1848年,Thompson等人在研究土壤碱性物质交换过程中发现离子交换现象。本世纪40年代,出现了具有稳定交换特性的聚苯乙烯离子交换树脂。50年代,离子交换层析进入生物化学领域,应用于氨基酸的分析。目前离子交换层析仍是生物化学领域中常用的一种层析方法,广泛的应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等的分离纯化。常用的离子交换剂有:离子交换纤维素、离子交换葡聚糖和离子交换树脂 。
离子交换层析中,基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂;而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点,当蛋白质处于不同的pH条件下,其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质,所以这类蛋白质被留在柱子上,然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施,将
吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质,结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。
⒈离子交换剂预处理和装柱对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒,以保证有较好的均匀度,对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理,使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理,使最终转为-OH-型或盐型交换剂;对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理,使最终转为-H-型交换剂。洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层,要适当加压装柱,同时使柱床压紧,减少死体积,有利于分辨率的提高。柱子装好后再用起始缓冲液淋洗,直至达到充分平衡方可使用。
⒉加样与洗脱加样:层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度,所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围,同时要注意离子强度应低,可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前,以离心法除去。为了达到满意的分离效果,上样量要适当,不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算,通常上样量为交换剂交换总量的1%-5%。
洗脱:已结合样品的离子交换前,可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱,也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全,往往需要逐步改变pH或离子强度,其中最简单的方法是阶段洗脱法,即分次将不同pH与离子强度的溶液加入,使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大,使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱,纯度较差,不适宜精细的分离。最好的洗脱方法是连续梯度洗脱,洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上,第一个容器盛有一定pH的缓冲液,第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液,两容器连通,第一个容器与柱相连,当溶液由第一容器流入柱时,第二容器中的溶液就会自动来补充,经搅拌与第一容器的溶液相混合,这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算:
C=C2-(C2-C1)(1-V)A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积:C1、C2分别表示容器中溶液的浓度;V为流出体积对总体积之比。当A1=A2时为线性梯度,当A1>A2时为凹形梯度,A1>A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求:①洗脱液体积应足够大,一般要几十倍于床体积,从而使分离的各峰不致于太拥挤。②梯度的上限要足够高,使紧密吸附的物质能被洗脱下来。③梯度不要上升太快,要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸,会引起区带扩散;而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
⒊洗脱馏份的分析按一定体积(5-10ml/管)收集的洗脱液可逐管进行测定,得到层析图谱。依实验目的的不同,可采用适宜的检测方法(生物活性测定、免疫学测定等)确定图谱中目的物的位置,并回收目的物。
⒋离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/:NaCl淋洗柱,若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱;若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生,也可用乙醇洗涤,其顺序为:0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20%NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002%氯已定(洗必泰),阳离子交换剂可用乙基硫柳汞(0.005%)。有些产品建立用0.02%叠氮钠。
⒌离子交换层析的应用离子交换层析技术已广泛用于各学科领域。在生物化学及临床生化检验中主要用于分离氨基酸、多肽及蛋白质,也可用于分离核酸、核苷酸及其它带电荷的生物分子。
概念
层析是“色层分析”的简称。利用各组分物理性质的不同,将多组分混合物进行分离及测定的方法。有吸附层析、分配层析两种。一般用于有机化合物、金属离子、氨基酸等的分析。
层析(chromatography)利用物质在固定相与流动相之间不同的分配比例,达到分离目的的技术。层析对生物大分子如蛋白质和核酸等复杂的有机物的混合物的分离分析有极高的分辨力。
[编辑本段]语源学
chrome意为“色彩”,graphy源自希腊文,意为“写”。色谱为层析的同义语,都是从英语chromatography译来的。
层析(色谱) chromatograpby
在把微细分散的固体或是附着于固体表面的液体作为固定相,把液体(与上述液体不相混合的)或气体作为移动相的系统中,使试料混合物中的各成分边保持向两相分布的平衡状态边移动,利用各成分对固定相亲和力不同所引起的移动速度差,将它们彼此分离开的定性与定量分析方法,称为层析,亦称色谱法。根据移动相种类的不同,分为液体层析、气体层析二种。用作固定相的有矽胶、活性炭、氧化铝、离子交换树脂、离子交换纤维等,或是在硅藻土和纤维素那样的无活性的载体上附着适当的液体,也可使用其他物质。将作为固定相的微细粉末状物质装入细长形圆筒中进行的层析称为柱层析(column chromatogra-phy),在玻璃板上涂上一层薄而均的物质作为固定相的称为薄层层析(thin-layer chromatography),后者可与用滤纸作为固定相的纸上层析进行同样的分析,即在固定相的一端,点上微量试料,在密闭容器中,使移动相(液体)从此端渗入,移动接近另一端。通过这种展开操作,各成分呈斑点状移动到各自的位置上,再根据Rf值的测定进行鉴定。当斑点不易为肉眼观察时,可利用适当的显色剂,或通过紫外灯下产生荧光的方法进行观察。也可采用在第一种移动相展开后再用另一移动相进行展开(这时的展开方向应与原方向垂直),使各成分分离完全的双相层析(two-dimensional chromatography)。分离后,将斑点位置的固定相切取下来,把其中含有来自试料的物质提取进行定量分析。但为制备与定量,柱层析则更为适宜。在柱层析中,移动相从加入试料的一端展开到达另一端后,继续展开使各成分和移动相一起向柱外分别溶出,这就是广泛使用的所谓洗提层析(elution chromatography)。层析根据固定相与溶质(试料)间亲和力的差异分为吸附型、分配型、离子交换型(离子交换层析)等三种类型。但这并不是很严格的,有时常见到其中间类型。此外,近来也应用亲和层析,即将与基质类似的化合物(通常为共价键)结合到固定相上,再利用其特异的亲和性沉淀与其对应的特定的酶或蛋白质。
[编辑本段]类别
◆按层析的机理划分:
吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等。
吸附层析:利用吸附剂表面对不同组分吸附性能的差异,达到分离鉴定的目的。
分配层析:利用不同组分在流动相和固定相之间的分配系数不同,使之分离。
离子交换层析:利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同。
凝胶层析:利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。
◆按流动相与固定相的不同划分:
气相层析、液相层析。这两大类层析是以流动相不同来划分的。如同时区分流动相和固定相,划分为:气固层析、气液层析、液固层析和液液层析等。
◆按操作形式划分:
柱层析、纸层析、薄层层析、高效液相层析等。
柱层析:将固定相装于柱内,使样品沿一个方向移动而达到分离。
纸层析:用滤纸做液体的载体,点样后,用流动相展开,以达到分离鉴定的目的。
薄层层析:将适当粒度的吸附剂铺成薄层,以纸层析类似的方法进行物质的分离和鉴定。
以上划分无严格界限,有些名称相互交叉,如亲和层析应属于一种特殊的吸附层析,纸层析是一种分配层析,柱层析可做各种层析。
[编辑本段]基本原理
层析须在两相系统间进行。一相是固定相,需支持物,是固体或液体。另一相为流动相,是液体或气体。当流动相流经固定相时,被分离物质在两相间的分配,由平衡状态到失去平衡到又恢复平衡,即不断经历吸附和解吸的过程。随着流动相不断向前流动,被分离物质间出现向前移动的速率差异,由开始的单一区带逐渐分离出许多区带,这个过程叫展层。
系数K是物质在两相中的浓度比。K值大,则在固定相中吸附牢,K值小吸附差。各物质间的K值差别大,则易被分离。不同类型层析的K值含义不同,可视为吸附平衡常数,分配常数或离子交换常数等。
研究层析现象而发展的塔板理论,与有机化学实验中的分馏法原理有些相似。被分馏的有机溶剂在分馏柱内的填充物上形成许多热交换层,从而把低沸点溶剂先分馏出来,达到纯化的目的。在层析时用理论塔板数n来衡量层析效能。
tR为物质在层析柱上的保留时间,W为洗脱下来的物质峰形的宽度。n值愈大表示层析柱的效能愈高。如用理论塔板高度H表示,则包含了层析柱长度的因子。
式中L为层析柱的柱长。H值越大,则柱效越低。
此外影响层析分离效果的还有涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等因素。因此选择层析固定相支持物的粒度、均匀度等物理性能,流动相的层析系统和温度等都是做好层析的关键。
[编辑本段]几种常用的层析
◆吸附层析
吸附剂的吸附力强弱,是由能否有效地接受或供给电子,或提供和接受活泼氢来决定。被吸附物的化学结构如与吸附剂有相似的电子特性,吸附就更牢固。常用吸附剂的吸附力的强弱顺序为:活性炭、氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙、磷酸钙、石膏、纤维素、淀粉和糖等。以活性炭的吸附力最强。吸附剂在使用前须先用加热脱水等方法活化。大多数吸附剂遇水即钝化,因此吸附层析大多用于能溶于有机溶剂的有机化合物的分离,较少用于无机化合物。洗脱溶剂的解析能力的强弱顺序是: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。为了能得到较好的分离效果,常用两种或数种不同强度的溶剂按一定比例混合,得到合适洗脱能力的溶剂系统,以获得最佳分离效果。
◆分配层析
在支持物上形成部分互溶的两相系统。一般是水相和有机溶剂相。常用支持物是硅胶、纤维素和淀粉等,这些亲水物质能储留相当量的水。被分离物质在两相中都能溶解,但分配比率不同,展层时就会形成以不同速度向前移动的区带。
◆离子交换层析
支持物是人工交联的带有能解离基团的有机高分子,如离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶等。带阳离子基团的,如磺酸基(—SO3H)、羧甲基(—CH2COOH)和磷酸基等为阳离子交换剂。带阴离子基团的,如DEAE—(二乙基胺乙基)和QAE—(四级胺乙基)等为阴离子交换剂。离子交换层析只适用于能在水中解离的化合物,包括有机物和无机物。对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分辨力。离子交换基团在水溶液中解离后,能吸引水中被分离物的离子,各种物质在离子交换剂上的离子浓度与周围溶液的离子浓度保持平衡状态,各种离子有不同的交换常数,K值愈高,被吸附愈牢。洗脱时,增加溶液的离子强度,如改变pH,增加盐浓度,离子被取代而解吸下来。洗脱过程中,按K值不同,分成不同的区带。
◆凝胶过滤层析
支持物是人工合成的交联高聚物,在水中膨胀后成为凝胶。凝胶内为内水层,凝胶周围的水为外水层。控制交联度以形成不同孔径的网状结构。交联度小的孔径大,交联度大的孔径小。凝胶只允许被分离物质中小于孔径的分子进入,大于孔径的分子被排斥在外水层,最先被洗脱下来。而进入孔径的分子也按分子量大小大致分离成不同的区带。选择不同规格的凝胶,可把一个混合物按分子量的差异分成不同的组分。这种方法曾被称为分子筛。目前常用的凝胶商品有:葡聚糖凝胶(sephadex)、聚丙烯酰胺凝胶(bio-gel)、琼脂糖凝胶(sepharose)和聚苯乙烯凝胶(styragel)等。
◆亲和层析
在一对有专一的相互作用的物质中,把其中之一联结在支持物上,用于纯化相对的另一物质。常见的亲和对如:酶和抑制剂,抗原和抗体,激素和受体等。支持物为琼脂糖或纤维素等。
◆气相层析
属于分配层析或吸附层析,仅适用于分析分离挥发性和低挥发性物质。固定相是在惰性支持物(如磨细的耐火砖)上覆盖一层高沸点液体,如硅油、高沸点石蜡和油脂、环氧类聚合物。外涂层约为支持物重量的20%。分析时操作温度范围,一般从室温到200℃。特殊的层析柱能达到500℃。流动相常用氦、氩或氮为展层气体。气相层析分离的区带十分清晰,是由于挥发性物质在两相间能很快达到平衡,所需分析时间大为缩短,一般为数分钟至10余分钟。检测记录系统绘出的各峰是测定流出气体电阻变化的结果,因而测定样品量可到微克和毫微克水平。具有快速、灵敏和微量的优点。气相层析也能用于分离制备样品,但需增加将流出气体通过冷冻将分离物回收的装置。
◆纸层析
以滤纸为支持物的分配层析。组成滤纸的纤维素是亲水物质,能形成水相和展层溶剂的两相系统,被分离物质在两相中的分配保持平衡关系。纸层析用于分析简单的混合物时可做单向层析。对于复杂的混合物,可做双向层析。1944年A.J.P.马丁第一次用纸层析分析氨基酸,得到很好的分离效果,开创了近代层析的发展和应用的新局面。70年代以后,纸层析已逐渐为其他分辨力更高、速度更快和更微量化的新方法,如离子交换层析、薄层层析、高效液相层析等所代替。
◆薄层层析
在玻璃片、金属箔或塑料片上铺上一层约1~2毫米的支持物,如纤维素、硅胶、离子交换剂、氧化铝或聚酰胺等,根据需要做不同类型的层析。聚酰胺薄膜是一种特异的薄层,将尼龙溶解于浓甲酸中,涂在涤纶片基上,当甲酸挥发后,在涤纶片基上形成一层多孔的薄膜,其分辨力超过了用尼龙粉铺成的薄层。薄层层析较纸层析优越在于分辨高,展层时间短。例如用纸层析做氨基酸分析,往往需要两天时间,而且对层析条件要求严格,不易得到满意的分离效果。如用薄层层析做,一般约需半小时,分离效果更好。薄层层析一般用于定性分析。也能用于定量分析和制备样品。
◆高效液相层析(又名高压液相色谱)
70年代新发展的层析法。其特点是:用高压输液泵,压强最高可达5000psi(相当于34个标准大气压)。用直径约3~10微米的超细支持物装填均匀的不锈钢柱。常用的支持物是在玻璃小珠上涂一层1~2微米的二氧化硅,经硫酰氯反应生成Si—Cl,进一步连接疏水的烷基,如Si—C18H37,或阳离子交换基团—Si(CH2)n—C6H4SO3H,或阴离子交换基团—Si(CH2)nNH2。这种支持物能承受很高的压力,化学性能稳定。用不同类型支持物的HPLC,可做吸附层析、离子交换层析和凝胶过滤层析。其分析微量化可达10-10克水平。但用于制备,可以纯化上克的样品。展层时间短,一般需几分钟到10余分钟。其分析速度、精确度可与气相层析媲美。HPLC适于分析分离不挥发和极性物质。而气相层析只适用于挥发性物质,两者互为补充,都是目前最为理想的层析法。HPLC配有程序控制洗脱溶剂的梯度混合仪,数据处理的积分仪和记录仪等电子系统,成为一种先进的分析仪器,在生物化学、化学、医药学和环境科学的研究中发挥了重要作用。
◆反相层析
在吸附层析中,高极性物质在层析柱上吸附较牢,洗脱时发生拖尾现象和保留时间长的问题。如果在支持物上涂上一层高碳原子的疏水性强的烷烃类,洗脱液用极性强的溶剂,如甲醇和水的混合物。则被分离样品中的极性强的物质不被吸附,最先洗下来,得到较好的分离效果。这种层析法与普通的吸附层析法相反,故称为反相层析。目前用HPLC做反相层析常用的ODS柱,即在支持物的表面上连接了C18H37Si—基团。
◆同系层析
在核酸分析中,将样品经核酸酶部分裂解成不同长度的核苷酸片段,用同位素标记后,在DEAE纤维素薄层上分离,用含有未标记的相同的核苷酸片段作展层溶剂,这样,未标记的核苷酸把标记过的核苷酸推进,使按分子量大小不同把标记核苷酸片段,按由小到大的次序排列,达到分离的目的。于是把这种层析法称为同系层析。同系层析和电泳相结合曾用于寡核苷酸的顺序分析。
纸层析是层析法的一种,要了解纸层法还得从层析法开始.层析法又称色层分析法或色谱法(Chromatography),是一种基于被分离物质的物理、化学及生物学特性的不同,使它们在某种基质中移动速度不同而进行分离和分析的方法。例如:我们利用物质在溶解度、吸附能力、立体化学特性及分子的大小、带电情况及离子交换、亲和力的大小及特异的生物学反应等方面的差异,使其在流动相与固定相之间的分配系数(或称分配常数)不同,达到彼此分离的目的。
层析法的最大特点是分离效率高,它能分离各种性质极相类似的物质。而且它既可以用于少量物质的分析鉴定,又可用于大量物质的分离纯化制备。因此,作为一种重要的分析分离手段与方法,它广泛地应用于科学研究与工业生产上。现在,它在石油、化工、医药卫生、生物科学、环境科学、农业科学等领域都发挥着十分重要的作用。
层析根据固定相基质的形式分类,层析可以分为纸层析、薄层层析和柱层析。其中纸层析是指以滤纸作为基质的层析。
⑩ 从腹水中纯化的抗体不溶解怎么办
分别采用辛酸硫酸铵法(CAAS)、硫酸铵沉淀法(AS)和DEAE离子交换层析法对小鼠IgG腹水进行了纯化效果的比较.结果表明: CAAS法提取IgG的纯度为67-5﹪,高于AS法(43-2﹪),低于DEAE法(100﹪);CAAS法提取IgG的回收率为51-2﹪,远高于DEAE(8-9﹪),略低于AS法(63-8﹪).将不同纯化方法获得的IgG定容至相同浓度.ELISA试验结果表明EAE法的OD值明显降低,表明DEAE纯化方法降低了IgG的免疫学活性.说明CAAS法是一种操作简单、成本低、纯化效果和回收效果较佳的提取小鼠腹水IgG的首选方法.
阴离子交换层析法纯化gp130单克隆抗体B-S12