纳滤在蛋白纯化中的应用
Ⅰ 常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种各自的作用原理是什么
常用的蛋白质纯化方法有离子交换色谱、亲和色谱、电泳、疏水色谱等等
离子交换色谱:蛋白质和氨基酸一样会两性解离,所带电荷决定于溶液pH。pH小于pI时蛋白质带正电,pH大于pI时蛋白质带负电。不同蛋白质等电点的蛋白质在同一个溶液中,表面电荷情况不同。离子交换就是利用不同蛋白质在同一溶液中表面电荷的差异来实现分离的。
亲和色谱:生物大分子有一个特性,某些分子或基因对它们有特异性很强的吸附作用。如镍柱中Ni可以与His标签的蛋白结合,这种只针对一种或一类物质的吸附就是亲和色谱的原理。
电泳:SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,SDS能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中, 与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
疏水色谱:疏水色谱基于蛋白质表面的疏水区与介质疏水配体间的相互作用,在高浓度盐作用下,蛋白质的疏水区表面上有序排列的水分子通过盐离子的破坏被释放,裸露的疏水区与疏水配体相互作用而被吸附。疏水色谱就是利用样品中各组分在色谱填料上配基相互作用的差异,在洗脱时各组分移动速度不同而达到分离的目的。随着盐离子浓度的降低,疏水作用降低,蛋白质的水化层又形成,蛋白质被解吸附。
Ⅱ 常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种各自的作用原理是什么
常用的蛋白质纯化方法有离子交换色谱、亲和色谱、电泳、疏水色谱等等
1.
离子交换色谱:蛋白质和氨基酸一样会两性解离,所带电荷决定于溶液ph。ph小于pi时蛋白质带正电,ph大于pi时蛋白质带负电。不同蛋白质等电点的蛋白质在同一个溶液中,表面电荷情况不同。离子交换就是利用不同蛋白质在同一溶液中表面电荷的差异来实现分离的。
2.
亲和色谱:生物大分子有一个特性,某些分子或基因对它们有特异性很强的吸附作用。如镍柱中ni可以与his标签的蛋白结合,这种只针对一种或一类物质的吸附就是亲和色谱的原理。
3.
电泳:sds-聚丙烯酰胺凝胶电泳,sds能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的sds溶液中,
与sds分子按比例结合,形成带负电荷的sds-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的sds,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于sds与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
4.
疏水色谱:疏水色谱基于蛋白质表面的疏水区与介质疏水配体间的相互作用,在高浓度盐作用下,蛋白质的疏水区表面上有序排列的水分子通过盐离子的破坏被释放,裸露的疏水区与疏水配体相互作用而被吸附。疏水色谱就是利用样品中各组分在色谱填料上配基相互作用的差异,在洗脱时各组分移动速度不同而达到分离的目的。随着盐离子浓度的降低,疏水作用降低,蛋白质的水化层又形成,蛋白质被解吸附。
Ⅲ 蛋白纯化填料有哪几种其应用特点是什么
PurKineHis-TagNi-IDAResin PurKine组氨酸标签Ni【镍】-IDA树脂 Abbkine BMR20000
PurKineHis-TagCu-IDAResin PurKine组氨酸标签Cu【铜】-IDA树脂 Abbkine BMR20040
PurKineGST-TagGlutathioneResin PurKine谷胱甘肽S转移酶标签谷胱甘肽树脂 Abbkine BMR20100
PurKineMBP-TagDextrinResin6FF PurKine麦芽糖结合蛋白标签糊精树脂(6%交联) Abbkine BMR20206
PurKineBiotin-TagStreptavidinResin6FF PurKine生物素标签链霉亲和素树脂(6%交联) Abbkine BMR20306
PurKineBiotin- PurKine生物素标签链霉亲和素预装柱(6%交联) Abbkine BMC20306
PurKineStrepII-TagStrep-TactinResin4FF PurKineStrepII标签Strep-Tactin树脂(4%交联) Abbkine BMR20400
PurKineProteinAResin PurKine蛋白A树脂 Abbkine BMR20500
PurKineProteinGResin PurKine蛋白G树脂 Abbkine BMR20600
PurKineProteinA/GResin4FF PurKine蛋白A/G树脂(4%交联) Abbkine BMR20704
PurKineProteinLResin PurKine蛋白L树脂 Abbkine BMR20800
PurKineProteinATResin4FF PurKine蛋白AT树脂(4%交联) Abbkine BMR20904
PurKine抗体纯化SulfoLink树脂 Abbkine BMR21000
-ActivatedResin4FF PurKine抗体纯化NHS-激活树脂(4%交联) Abbkine BMR21100
PurKineHeparinResin6FF PurKine肝素树脂(6%交联) Abbkine BMR21206
PurKineBenzamidineResin4FF PurKine苯甲脒树脂(4%交联) Abbkine BMR21306
PurKineEndotoxinRemovalResin PurKine内毒素清除树脂 Abbkine BMR21400
Ⅳ 蛋白质的理化性质有哪些在蛋白质的分离纯化中有何作用
这个问题很大复,具体还是看教材制。大概的有以下几点:
分子量:根据分子量差别,选择凝胶纯化,或选不同截留分子量的超滤膜进行纯化和浓缩等
等电点:用来沉淀,或着调节ph使蛋白质带不同电荷,用以纯化 如离子交换层析等
Ⅳ 纳滤的应用
纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩)、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,及蒸发残留物质。
随着对环境保护和资源综合利用认识的不断提高,人们希望在治理废水的同时实现有价物质的回收,比如:大豆乳清废液中含有1%左右的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和造纸浆过程出现的亚硫酸钙废液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工业中出现的废糖蜜中含有少量的盐等等。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方 法.其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果.在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度,硬度和异味.NF膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理.
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的最新发展,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方法。纳米级孔径且带有电荷的特殊过滤性能特点是:能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置运行费用低,能耗极低(唯一驱动力是压力)。
由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化),使得纳滤膜具有较特殊的分离性能,其在降低废水COD、水源水的色度、硬度和去除饮用水中的有机物(TOC)、三卤代烷(THMs)前驱物等方面的应用近年来受到广泛重视,已成功地应用于制糖行业、造纸行业、电镀行业、机械加工行业及化工反应催化剂的回收行业等的废水处理中。纳滤膜的应用研究主要集中在几个方面:根据中性溶质的分子量大小而进行分离;截留有机物分子而让单价电解质透过膜层;根据离子价态而实现离子问的分离。根据纳滤膜分离的特点,其应用范围主要适用于下述情况的物质分离:①对单价盐分离的截留率要求不高;②要求进行不同价态离子的分离,如软化处理;③需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离,如葡萄酒脱醇;④盐和对应的酸的分离;⑤有机物和无机物的分离,如染料脱盐、乳清浓缩脱盐和饮用水净化。
纳滤膜具有热稳定性、耐酸、耐碱和耐溶剂等优良性质,在废水的有价物质回收中起到不可估量的作用,广泛地应用于各种有机废水的回收处理。比如农药废液处理、乳清和抗菌素脱盐、电镀废液中金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水、饮用纯净水,能有效地去除水中的色度、硬度和异味 。
试验研究及应用
(1)日用化工废水处理.用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明NF膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题.据估计,由于NF膜的运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工废水处理.
(2)石油工业废水处理.
石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大.采用膜法特别是NF法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以 回收有用物质.例如,先用NF膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相,然后把富油 相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水.以前多采用反渗 透 和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题,如果在反渗透前加一NF膜,就可以解决膜污染的问题.石油工业的含酚废水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放,若采用NF技术,不仅酚的脱除 率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉,镍,汞,钛等重金属高价离子脱除,其费用比反渗透等方法低得多.
(3)杀虫剂废水处理.一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药.通过研究NF膜对不含酚杀虫剂的截留性能发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留 率均高于96.7%,所有杀虫剂在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响.采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效.
(4)化纤,印染工业废水处理.NF可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用.处 理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,NF膜可以让一些无机盐或小分 子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经NF系统后,染料可以富集,而无机盐 的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行.此外,NF还 可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用.
(5)生活污水处理.采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化 剂的消耗很大,残留物多.如果在它们之间增加一个NF系统,让能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化 后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最 终残留物的含量.
(6)热电厂二次废水的治理及回收利用.热电厂的二次废水主要来自冲灰,除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体,灰份 及高含量的盐份和部分有机物.利用NF可以把这一类废水处理成工业回用水.首先用微滤除 去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD,98%的COD,73%的总氮和17%的总磷,同时将水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅炉用水的质量.澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站已用NF对此类废水进行处理,每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元.该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观.
(7)酸洗废液处理.钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗.随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%,生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排.为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液.利用NF膜对硫 酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐,冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收.这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的.
(8)造纸废水处理.采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素.木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染.另外,因为整个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 .采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果。
工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且,与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右[3]。因而在水处理中,纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。
Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水,对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。结果表明,纳滤可以显著提高饮用水的水质,减少细菌数量和有机物的浓度,从而使后续消毒更有效,也减少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。已有工程实例的报道,如国内首套工业化大规模膜软化系统——山东长岛南隍城纳滤示范工程,是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计,于1997年4月正式投入生产淡水,系统连续正常运行27个月,淡化水符合国家生活饮用水卫生标准。
有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验,研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。结果表明,循环试验工艺与单级纳滤工艺相比,在同样较低的压力下,出水率较高,并且能耗降低,减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下,膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著,使Ames试验阳性的水转为阴性。
纳滤膜应用问题
纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:
这三个问题是膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。
Ⅵ 蛋白质分离纯化的应用范围
1、 化学物质的分离、提纯、浓缩;
2、染料、染料中间体的浓缩及脱盐
3、超细粉体生产过程中的产品回收;
4、生产废水中有用物质的提纯、回用;
5、海洋生物提取物的浓缩、提纯
6、氨基酸、蛋白质的浓缩、提纯。
Ⅶ 离子交换层析在蛋白质分离中的应用
离子交换层析在蛋白质分离纯化中有非常广泛的应用,在样品富集,中度纯化和精制阶段都可以采用。另外还可以利用离子交换层析去除DNA和内毒素。因此在生物制品工艺中应用非常广泛。关键是要选择合适的介质和分离条件。
你的问题范围太广,如果有具体的问题可以详细讨论。
Ⅷ 蛋白质分离纯化的5种方法主要有什么
蛋白质分离纯化常用方法有:
1、沉淀,
2、电泳:蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电内的,在电场中能向电容场的正极或负极移动.根据支撑物不同,有薄膜电泳、凝胶电泳等.
3、透析:利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法.
4、层析:
a.离子交换层析,利用蛋白质的两性游离性质,在某一特定PH时,各蛋白质的电荷量及性质不同,故可以通过离子交换层析得以分离.如阴离子交换层析,含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来.
b.分子筛,又称凝胶过滤.小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能时入孔内而径直流出.
5、超速离心:既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量.不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开.
Ⅸ 蛋白质的理化性质有哪些在蛋白质的分离纯化中有何作用
蛋白质主要的理化性质以及对应的分离纯化方法如下:
电荷 Charge:
等电聚焦 isoelectricfocussing
离子交换 Ion-Exchange
等电点沉淀 Isoelectric precipitation
疏水性 Hydrophobicity:
反相层析 Reverse phase chromatography
疏水层析Hydrophobic interaction chromatography
亲和性 Affinity:
染料配体层析 Dye ligand chromatography
共价层析 Covalent chromatography
生物特异层析 Biological specific chromatography
免疫吸附层析 Immunoadsorption chromatography
金属鳌合层析 Metal Affinity Chromatography
分子量 Molecular Weight:
透析 Dialysis
超滤 Ultrafiltration
凝胶过滤 Gel filtration
SDS-PAGE电泳 Electrophoresis
溶解度 Solubility:
盐析Salt out
有机溶剂沉淀 Organicsolvent precipitation
结晶 Crystallization
萃取 Extraction