应用生物化学

影响溶剂提取效率的因素：
1. 溶剂的性质：根据相似相溶原理 2. 离子强度：离子强度是影响物质溶解度的主要因
素，但离子强度对不同物质溶解度的影响不同， 如高离子强度下DNA-核蛋白溶解度增加，而低离 子强度下RNA-核蛋白溶解度增加；绝大多数蛋白 质和酶，在稀盐溶液中溶解度增加（盐溶）。
分子在其等电点时，容易互相吸引，聚合成 沉淀；加入盐离子会破坏这些吸引力，使分 子离散，溶入水中。
2．酶处理法
用外来酶处理生物材料：
➢ 溶菌酶是专一地破坏细菌细胞壁的酶； ➢ 蜗牛酶用于酵母细胞的破碎；
➢ 用于专一性分解细胞壁的酶还有纤维素酶 （破坏植物细胞）、细菌蛋白酶、酯酶、壳 糖酶等。
3.表面活性剂处理法
表面活性剂的分子中，兼有亲脂性和 亲水性基团，能降低水的界面张力，具 有乳化、分散、增溶作用。
1．种属
胰岛素（isulin)
PK
猪胰脏中 单位含量3000 IU／kg 牛胰脏中 单位含量4000 IU／kg 抗原性方面猪胰岛素比牛胰岛素低，前者与 人胰岛素相比，只有1个氨基酸的差异，而 牛有3个氨基酸的差异。
2．发育阶段
胸腺（thyums）－胸腺素－调节免疫功能
幼年动物的胸腺比较发达，老龄后 逐渐萎缩，因此胸腺原料必须采自幼龄 动物。
胃膜素以采取全胃粘膜为好，胃蛋白 酶 (pepsin) 则 以 采 取 胃 底 部 粘 膜 为 好 ， 因胃底部粘膜富含消化酶。
6.从简化提纯步骤着手
如从鸽肝中提取乙酰化酶，需 将动物饥饿后取材，可减少肝糖 原，以简化纯化步骤。
7．对生物技术产品宿主菌或细胞的要求
选择生物技术产品的宿主受体菌或细 胞也应考虑到后处理的问题。 ➢ 大肠杆菌表达；（分泌，毒素） ➢ 枯草杆菌或酵母菌表达；（糖基化） ➢ 动物细胞和昆虫细胞表达
较常用的有十二烷基硫酸钠(SDS)、 氯化十二烷基吡啶、去氧胆酸钠等。
第三节 生物分子的提取
提取：是在分离纯化前期，把破碎的组织或细胞置
于一定的溶剂（提取液）中，利用一种溶剂对不 同物质溶解度的差异，从混合物中分离出一种或 几种组分的过程称为提取，提取又称萃取或抽提。
提取液应具备的条件：对有效成分溶解度大，破
3．超声波处理法
多用于微生物材料，处理的效果与样品 浓度、使用频率有关。操作中注意避免溶液 中气泡的存在，制备对超声波敏感的一些核 酸、酶，要慎重使用。
4.加压破碎法
加气压或水压（如高压匀质机），达 20.59～34.32MPa的压力时，可使90%以上细 胞被压碎。 （1.013×105 Pa＝10.336m水柱）
3．生物状态
动物饱食后宰杀，胰脏中的胰岛 素含量增加，对提取胰岛素有利，但 胆囊收缩素的分泌使胆汁排空，对胆 汁的收集不利。
4．原料来源
血管舒缓素可分别从猪胰脏和猪 颚下腺中提取，两者生物学功能并无 二致，而稳定性以颚下腺来源为好， 因其不含蛋白水解酶。
5．原料解剖学部位
猪胰脏中，胰尾部分含激素较多， 而胰头部分含消化酶较多。如分别摘取 则可提高各产品的收率。
1.反复冻融法
把待破碎的样品冷至－15～－20℃， 使之凝固，然后缓慢地溶解，如此反复操 作，大部分组织细胞及细胞内的颗粒可以 破碎。也常采用液氮（-196℃ ）反复冻 融法。
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2.冷热交替法
在细菌或病毒中提取蛋白质和核酸时可 用此法。操作时，将材料投入沸水中，在 90℃左右维持数分钟，立即置于冰浴中， 使之迅速冷却，绝大部分细胞被破坏。
第二节 细胞及组织的破碎
细胞及组织破碎的方法多种多样，根据实验目 的和材料的不同可以采用不同的细胞破碎方法：
（一）机械方法：
主要通过机械力的作用，使组织粉碎。 粉碎少量原料时，可使用高速组织捣碎机、匀 浆器、研钵等。 工业生产上一般常用的粉碎设备有电磨机、球 磨机、万能粉碎机、击碎机等。
（二）物理方法
➢2、有些化合物的含量极微，如激素等。
➢3、许多具有生物活性的物质一旦离开活体，很易 变性破坏，因此常选用比较温和的条件进行制备。
第一节 生物材料的选择
（一）选择生物材料的原则： 有效成分含量多，稳定性好； 来源丰富，保持新鲜； 提取方法简单； 有综合利用价值等。
（二）生物材料一般可以分为两大类： 天然生物材料 人工生物材料
坏作用小；对杂质溶解度小或不溶解；来源广泛、
价格低廉、操作安全等。
➢ 生物分子可以分为： 生物大分子和生物小分子
➢ 生物小分子的结构由较强的共价键决 定；
➢ 生物大分子中除共价键外，还含有较 弱的共价键和次级键，故需温和的条件才 能保证生物大分子的活性不被破坏。
溶剂提取法
原理:利用溶剂的溶解作用把所需物质从细胞 中转移出来。
多用于微生物酶制剂的工业制备。
（三）生化及化学方法
1. 自溶法
即新鲜的生物材料存放在一定的pH和适 当温度下，利用组织细胞中自身的酶系将 细胞破坏，使细胞内含物释放出来的方法。
自溶的温度，动物材料选在0～4℃，微 生物材料则多在室温下进行。
自溶时，需加少量的防腐剂，如甲苯、氯 仿等，以防止外界细菌的污染。因自溶的 时间较长，不易控制，故制造具有活性的 核酸、蛋白质时比较少用。
应用生物化学 第一章
生物化学物质的制备
化学与生命科学学院
第一章:生化物质的制备
生化物质（生命大分子物质）通常是指 动物、植物和微生物在进行生长发育、新陈 代谢时，所形成的蛋白质（包括酶）和核酸 等有机化合物的总称。
生化物质的特点：
➢1、生化物质组成非常复杂。其中包括数百种甚至 数千种化合物，并且在分离过程中，这些化合物仍 在发生代谢变化，如 蛋白质和核酸的水解。
天然生物材料一般是指在自然界易采 集的、目的物含量较高的生物个体、 器官或组织。
人工生物材料又分为三种： 1、新品种材料 2、组织培养材料 3、生物产品与生物制品材料
（三）蛋白质原料的选择
如何提高制备天然蛋白质的品质、 产量和降低成本？
种属、发育阶段、生物状态、来源、解 剖部位、生物技术产品的宿主菌或细胞
3. PH值：溶剂的PH值影响溶质分子的解离状 态，离子状态的物质，无论阳离子还是阴 离子都易溶于水，而非离子状态的物质易 溶于有机溶剂。
4. 温度：不同温度的可以改变物质的溶解度。