第八节 疏水层析法
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疏水层析标准操作规程疏水层析是一种常用的色谱技术,广泛应用于药物分析、环境监测、食品安全等领域。
下面是疏水层析的标准操作规程,供参考:一、实验前的准备工作1. 根据实验目的,选择合适的疏水相和适宜的反相色谱柱,并进行校准。
2. 配制高纯度的溶剂,保证溶剂的质量,并按照方法要求调节溶剂的pH值。
3. 确保色谱仪及其相关设备准备就绪,包括流速泵、样品自动进样器、检测器等。
二、样品的处理1. 准备样品溶液,并通过过滤或离心将悬浮物去除,以保证样品的纯度。
2. 根据样品特性选择合适的提取方法,如溶剂萃取、固相萃取等。
3. 根据实验要求,进行必要的前处理,如稀释、酸化、碱化等。
三、系统的初始设置1. 对色谱系统进行初始设置,包括流速、检测器的温度、波长等。
2. 开始预洗柱,选择合适的洗柱溶剂,将样品进样口与引入口连接,设置洗柱时间。
四、方法的优化和验证1. 选择合适的进样量和洗柱时间,确定最佳的色谱条件。
2. 根据样品的复杂程度,适当调整固定相的选择和柱温。
3. 针对不同样品进行方法验证,包括线性度、准确度、精密度等指标的验证。
五、正式实验过程1. 将样品进样器与色谱仪连接,并设置好进样量和进样速度。
2. 开始注入样品,根据方法要求选择适当的流速,并同时进行监测。
3. 在实验过程中,密切注意流速、柱温和检测器的响应。
六、数据处理和结果分析1. 对实验结果进行数据处理,包括峰面积的计算、峰高的测量等。
2. 根据标准曲线或参考物质进行定量分析,计算样品中目标物质的含量。
3. 分析结果的统计学处理,包括平均值、相对标准偏差等指标的计算。
七、实验结束后的工作1. 关闭色谱仪及相关设备,清洁色谱柱和进样器,并存储在适当的环境中。
2. 处理实验废液和废物,保证环境安全和实验室的整洁。
3. 归档实验数据和结果,记录实验过程中的问题和改进方向。
疏水层析标准操作规程需要根据具体实验目的和方法要求进行调整,上述只是一个基本的操作指南,希望对您有所帮助。
疏水作用层析实验概要通过实验了解疏水作用层析的原理与方法。
实验原理疏水作用层析(Hydrophobic Interaction Chromatography,HIC)是根据分子表面疏水性差别来分离蛋白质和多肽等生物大分子的一种较为常用的方法。
蛋白质和多肽等生物大分子的表面常常暴露着一些疏水性基团,我们把这些疏水性基团称为疏水补丁,疏水补丁可以与疏水性层析介质发生疏水性相互作用而结合。
不同的分子由于疏水性不同,它们与疏水性层析介质之间的疏水性作用力强弱不同,疏水作用层析就是依据这一原理分离纯化蛋白质和多肽等生物大分子的。
疏水作用层析的基本原理如图所示。
溶液中高离子强度可以增强蛋白质和多肽等生物大分子与疏水性层析介质之间的疏水作用。
利用这个性质,在高离子强度下将待分离的样品吸附在疏水性层析介质上,然后线性或阶段降低离子强度选择性的将样品解吸。
疏水性弱的物质,在较高离子强度的溶液时被洗脱下来,当离子强度降低时,疏水性强的物质才随后被洗脱下来。
Phenyl-Sepharose TM 6 Fast Flow 是疏水性层析介质的一种,这种层析介质是以交联琼脂糖为支持物,交联琼脂糖支持物与苯基共价结合。
苯基作为疏水性配体,可以与疏水性物质发生疏水作用。
Phenyl-Sepharose TM 6 Fast Flow结构示意图如下。
主要试剂1. 疏水层析介质:Phenyl-Sepharose TM 6 Fast Flow2. 溶液A:0.1M Na2HPO4, pH7.03. 溶液B:0.1M Na2HPO4,pH7.0,1.7M (NH4)2SO44. 蛋白质样品溶于溶液B主要设备层析柱(1.6X20cm);恒流泵;梯度混合器;试管及试管架;紫外分光光度计实验步骤1. 层析介质准备:Phenyl-Sepharose TM 6 Fast Flow疏水层析介质保存在20%乙醇中,取出层析介质后,倾出乙醇溶液。
加入溶液A,溶液的体积约占总体积的1/4。
疏水层析原理
疏水层析是一种常用的色谱分析技术,其原理基于样品分离时固定相与移动相之间的亲疏水性差异。
疏水层析中,固定相通常是一种非极性材料,如疏水性树脂或疏水性硅胶。
移动相则是一种有机溶剂,如甲醇或乙腈,其疏水性介于固定相和要分离的样品之间。
在疏水层析柱中,样品溶液由于亲疏水性差异而与固定相发生不同程度的相互作用。
亲疏水性强的物质会与固定相发生较强的相互作用,停留时间相对较长,而亲疏水性弱的物质则会较快地通过固定相,停留时间较短。
疏水层析的分离原理可解释为两种相互竞争的作用力。
一方面,固定相表面具有较大的亲疏水性,使得亲疏水性强的物质更容易与其发生相互作用,并在固定相上停留。
另一方面,移动相中的有机溶剂对固定相表面也有一定的亲疏水性,这种亲疏水性决定了溶剂与固定相之间的相互作用力。
当亲疏水性强的物质进入移动相后,相互作用力较弱,从而更容易通过固定相。
在实际应用中,疏水层析常用于分离极性较强的化合物,如多肽、核苷酸、脂肪酸等。
通过调整移动相和固定相的亲疏水性,可以实现对不同化合物的选择性分离。
总而言之,疏水层析利用样品与固定相之间亲疏水性差异实现分离。
疏水性强的物质在固定相上停留时间较长,而疏水性弱的物质则更容易通过固定相。
通过调整移动相和固定相的亲疏水性,可以实现对不同化合物的选择性分离。
2008-6 Volume 8疏水层析填料疏水层析,是根据不同的蛋白与疏水表面产生的相互作用的差异,进行蛋白分离的一种方法。
一般而言,离子强度(盐浓度)越高,物质所形成的疏水键越强。
影响疏水作用的因素包括:盐浓度,温度,pH,表面活化剂和有机溶剂。
疏水层析的应用与离子交换层析的应用刚好互补,因此,可以用于分离离子交换层析很难或不能分离的物质。
Chisso公司生产的疏水层析填料,有三种类型:Cellfine TM Butyl, Phenyl 和Octyl,分别为在多孔的交联纤维素颗粒上通过一个短接头,共价键和丁基,苯基或者辛基的层析填料。
结构见下图:填料的疏水性按丁基、苯基、辛基,疏水性程度依次增大。
通常,Cellfine TM Octyl对疏水性蛋白的吸附性会强于Cellfine TM Butyl对疏水性蛋白的吸附。
然而,蛋白被吸附的越厉害,也就越难洗脱。
Cellfine TM Phenyl,具芳香族物质的特性,因此,在某些情况下,可以更好地吸附丁基和辛基等脂肪族所不能吸附的物质。
在使用疏水层析分离物质时,没有通法,只能根据待分离物质的特性,筛选合适的填料,摸索优化其分离纯化的条件。
三种疏水层析填料的疏水性差异(左图)色谱柱:8.2 x 150 mm柱体积:8 ml流动相:2.0 – 0.0MAmmonium Sulfatein 0.01M phosphate, pH 7.0流速:1.32 ml/min样品:5 mg/3 ml– 100 µl2008-6 Volume 8Asahipak NH2P 色谱柱(氨基柱)Asahipak NH2P色谱柱是Shodex公司生产的用于分析糖类物质的正相柱。
Asahipak NH2P色谱柱,是以聚合物为基材的氨基柱,化学稳定性良好,在pH2-13的条件下均可使用。
与硅胶基材的氨基柱相比,聚合物基材的氨基柱Asahipak NH2P,可以很好地实现硅胶基材氨基柱的各种应用;对流动相的耐受性更好,使用寿命更长久;另外,Asahipak NH2P可用于定量分析;还可以用碱性溶剂冲洗。
疏水作用层析1. 疏水层析的原理:疏水作用层析(Hydrophobic Interaction Chromatography,HIC)是根据分子表面疏水性差别来分离蛋白质和多肽等生物大分子的一种较为常用的方法。
由于蛋白质是一类有序三维结构的活性大分子,但其空间排列很容易受到外界环境的影响,极易从有序的结构变成无序结构。
当立体结构发生变化时,常常失去原有的活性,即蛋白质的失活。
使用适度疏水性的分离介质,在含盐的水溶液体系中,借助于分离介质与蛋白质分子之间的疏水作用达到吸附活性蛋白分子的目的,这种层析技术称为疏水作用层析。
蛋白质的一级结构中有很多非极性氨基酸,这些氨基酸在三级结构上由于疏水相互作用会被尽量包在分子内部,但是仍不可避免地有一些非极性侧链暴露在表面,这些非极性的表面是它和疏水层析介质作用的结合部位。
因为蛋白质分子的疏水性不同,它们和疏水层析介质的作用力强弱也不同,所以非极性表面的大小和含量决定了蛋白质分子的疏水性强弱。
疏水层析就是利用各种蛋白质分子和疏水功能基团之间作用力的差异对蛋白质进行分离、纯化的一种技术。
蛋白质可以看成是一种有亲水性外壳包裹着疏水性核心的四级结构的复杂体系。
蛋白质表面存在一些非极性的疏水基团,这些基团多为非极性的氨基酸残基。
由于各种基团疏水性的差别、疏水基团暴露数量的不同、疏水区与亲水区在数量、大小和分布的不同等因素,使各种蛋白质之间存在较大的差异,同时,对于同一种蛋白质在不同的溶液中,使疏水基团暴露的程度也呈现出一定的差异。
由于这种差异,致使各种蛋白质分子与同一种分离介质疏水基团的相互作用不同,吸附能力不同,可以达到分离的目的。
如果在水溶液中加入中性盐,使溶液处于高盐浓度时,可以破坏蛋白质分子表面水分子的有序排列,使大分子与分离介质的功能基团之间产生疏水作用。
同时,由于高盐的存在,使蛋白质分子的疏水基团暴露增多,增加了大分子的疏水性,增强了蛋白质分子与分离介质功能基团之间的疏水作用,相互结合力增强。
疏水作用层析法(蛋白质纯化实验)原理及步骤原理在疏水层析的主要支持介质上含有大小不等的疏水侧链,烷基或芳香基,可是绝大多数情况起作用的是苯基或辛基。
当碳氢链长度增加,即变得更疏水时,疏水强的少量蛋白质被吸附。
这时疏水相互作用太强,需用极端方法洗脱,可能会导致蛋白质变性。
苯基琼脂糖比辛基琼脂糖疏水性低,是疏水纯化中效果不错的常用介质,尤其是试用于纯化开始时。
疏水相互作用介质苯基琼脂糖-0-CH2-CH0H-CH2-0-C6H5辛基琼脂糖-0-CH2-CH0H-CH2-0-(CH2)7-CH3溶液盐浓度增加时疏水作用变得更强。
因此,大多数疏水层析程序都是高盐时上样,降低盐浓度时洗脱。
所以在硫酸镂沉淀或离子交换层析后可以方便地直接进行疏水层析纯化。
温和的洗脱条件及高蛋白质结合容置(10~100mg∕m1)使疏水层析在蛋白质纯化中成为很有价值的方法,也是更换缓冲液的方法之一。
材料与仪器蛋白质样品液苯基琼脂糖C1-4BNaC1硫酸铉磷酸钠盐层析柱步骤下述方案设定样品是在75%硫酸镂沉淀后溶在50%硫酸镂溶液的情况。
1.装填5m1苯基琼脂糖C1-4B进入柱内;2.10倍柱床体积层析缓冲液(20mmo1∕1,PH7.0磷酸钠盐,50%硫酸钱)洗柱;3.调整样品液符合要求,即在pH7.0磷酸钠缓冲液中含50%硫酸镂。
上样总蛋白量200-500mg;4.3倍柱床体积层析缓冲液洗柱或洗至A280值回到基线;5.用分步梯度法洗脱。
每步依次分别采用两倍体积各含40%、30%、20%、10%或0%硫酸镂的pH7.0磷酸钠缓冲液洗脱;6.再依次用5倍体积水、5倍体积1mo1/1NaC1和5倍体积水洗柱,使其获得再生。
疏水层析:
根据蛋白表面疏水性的不同,利用蛋白和疏水层析介质疏水表面可逆的相互作用来分离蛋白,高浓度盐与水分子发生强烈作用,导致疏水分子周围形成空穴的水分子减少,促进疏水性分子与介质的疏水配基之间发生结合。
常用:苯基琼脂糖凝胶
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(C18柱)。
二者的区别:
疏水作用层析:溶液配置简单,性状温和,能保持蛋白活性,但操作复杂,分离效率低
反向液相层析:洗脱液要求高,蛋白变性,操作简单,分离效率高。
疏水层析名词解释
嘿,你知道啥是疏水层析不?疏水层析啊,就好比是一场特殊的“相亲大会”!那些具有疏水性质的分子们,就像是一群害羞的小伙子或者大姑娘,在这个特殊的场合里,寻找着自己的“另一半”。
比如说吧,蛋白质就是这场“相亲大会”里的主角之一。
它们有着不同的疏水区域,就像每个人都有自己独特的性格和魅力。
而疏水层析的柱子呢,就像是布置好的相亲场地,上面有着特定的疏水基团,专门吸引那些有疏水性质的分子。
想象一下,这些蛋白质分子在溶液中游走,当它们碰到疏水层析柱的时候,那些疏水区域就会被柱子上的疏水基团所吸引,就好像是两个人看对眼了一样,然后就结合在了一起。
而其他没有疏水性质或者疏水性质不强的分子呢,就像是那些没有找到合适对象的人,就继续在溶液中晃荡啦。
这时候呢,我们就可以通过改变一些条件,比如改变溶液的盐浓度或者酸碱度,来让结合在柱子上的蛋白质分子“松松手”,从柱子上下来。
这就好像是在“相亲大会”上,主持人稍微调整一下氛围,让那些已经结合的人也有机会重新考虑一下。
疏水层析在生物化学领域可是有着重要的作用呢!它可以帮助我们分离和纯化各种蛋白质、多肽等生物大分子。
哎呀呀,没有它可不行呢!
我觉得疏水层析就像是一个神奇的魔法棒,能把那些我们需要的分子从复杂的混合物中精准地挑出来,是不是超级厉害呀!它真的是生物化学研究中不可或缺的好帮手!。
疏水层析原理
疏水层析原理,也称为非极性层析原理,是一种分离和纯化化合物的常用方法。
该原理利用化合物在疏水性固定相(如疏水性硅胶)和溶剂中的亲水性差异来进行选择性分离。
在疏水层析中,化合物混合物首先通过一个填充有疏水性固定相的柱子(如硅胶柱);然后用一个选择性的溶剂进行洗脱,使得各种化合物可以以不同的速度从柱中流出。
疏水性固定相作为分离介质,最主要的特点是表面疏水性强,与非极性或疏水性化合物具有较好的相互作用能力。
这种相互作用可以通过范德华力、氢键等进行,使得疏水性化合物被相互作用力留在柱上。
而亲水性化合物则更容易与溶剂发生作用而从柱中洗脱。
在进行疏水层析时,溶剂的选择是非常重要的。
选择的溶剂应该足够强大,可以与疏水性化合物发生相互作用,从而实现其分离。
常用的溶剂包括乙腈、甲酸乙酯、异丙醇等。
总之,疏水层析原理是通过利用化合物在疏水性固定相和溶剂中的亲水性差异,实现化合物的选择性分离。
这种方法在分析化学和生物化学等领域中广泛应用,能够有效地纯化和分离化合物。
2011~2012年度第一学期《酶工程与蛋白质工程》作业姓名:蔺重阳班级:10生物技术专升本2班学号:1006703232疏水层析一.原理:蛋白质表面一般有疏水与亲水集团,疏水层析是利用蛋白质表面某一部分具有疏水性,与带有疏水性的载体在高盐浓度时结合。
在洗脱时,将盐浓度逐渐降低,因其疏水性不同而逐个地先后被洗脱而纯化,可用于分离其它方法不易纯化的蛋白质。
二.性质:是利用分离介质中固定的疏水配位体和被分离的蛋白质的疏水表面区域之间的相互作用进行的分离方法。
疏水相互作用力的大小随引入烃链的延长而不断增加,从而能将欲纯化的蛋白质有效地分离开来。
三应用实例:纯化鸡胗钙调蛋白取新鲜鸡胗(除去结缔组织)切成1cm3小块,置组织捣碎机中,加2倍于固形物体积的缓冲液(50mmol/L Tris-HCl,pH8.0,2mmol /L EDTA,1mmol/Lα-巯基乙醇)高速匀浆三次(30s/次),离心(8000 r/min,4℃,0.5h)收集鸡胗钙调蛋白抽提液(沉淀重复抽提一次),合并抽提液,加硫酸铵盐析(pH8.0,60%饱和度),除去大量杂蛋白,上清液采用等电点沉淀(用H2S04调pH=4.0),离心收集含有效成分的沉淀物,加蒸馏水悬浮,用三羟甲基氨基甲烷(Tris)调pH=7.5~8.0,令其缓慢溶解,经透析,离心得到溶液上阴离子DEAE-Sephadex A50层析柱(pH8.0)(离子交换层析),用梯度缓冲液(10mmol/Ltris-HCl,pH8.0-0.2mol/L NaCl-1mmol/L EDTA-1mmol/L α-巯基乙醇,盐浓度变化范围为0.2~0.7mol/L NaCl)洗脱,通过分部收集和活性测定,合并有效成分溶液进行疏水层析。
此层析用的固定相为苯基-Sepharose CL-4B,用其纯化钙调蛋白的流程见图4-1。
疏水层析洗脱条件
疏水层析是一种常用的分离和纯化技术,广泛应用于生物制药、食品工业、环境监测等领域。
在疏水层析过程中,洗脱条件的选择对于分离效果和纯化程
度至关重要。
以下是几个影响疏水层析洗脱条件的关键因素:
1.洗脱缓冲液的pH值:pH值对于洗脱物质的电荷状态和分配系数有着重
要影响。
根据目标物质的酸碱性质选择合适的洗脱缓冲液pH值,可以有
效地调节目标物质的亲和性。
2.洗脱缓冲液的离子浓度:离子浓度会影响洗脱物质与固定相之间的竞争
关系,进而影响洗脱效果。
根据目标物质的亲和性选择合适的离子浓度,
可以优化分离效果。
3.洗脱缓冲液的洗脱剂浓度:洗脱剂浓度高低直接影响洗脱效果。
过低的
洗脱剂浓度可能导致目标物质无法有效洗脱出来,而过高的浓度则可能
导致非特异性洗脱。
需要根据具体情况进行调节。
4.洗脱流速:洗脱流速对于洗脱效果和纯化程度也有一定影响。
过高的流
速可能导致目标物质被冲刷出来,而过低的流速则可能导致洗脱效果不
理想。
需要根据具体情况选择合适的洗脱流速。
综上所述,选择合适的疏水层析洗脱条件是确保分离效果和纯化程度的关键。
通过调节洗脱缓冲液的pH值、离子浓度、洗脱剂浓度以及洗脱流速,可以优化疏水层析的洗脱效果。