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常用非色谱纯化方法

常用非色谱纯化方法

本篇文章简单地介绍了以非色谱纯化法中的三种方法，分别是沉淀法、双水相萃取法、和高性能切向流过滤法。

沉淀法

蛋白质在溶液中的溶解度取决于蛋白质周围亲水基团与水形成水化膜的程度，以及蛋白质分子带有的电荷。如改这两个因素，蛋白质就容易沉淀析出。硫酸铵沉淀法可用于从大量粗制剂中浓缩和部分纯化蛋白质。用此方法可以将主要的抗体从样品中分离，是抗体分离的常用方法。高浓度的盐离子在蛋白质溶液中可与蛋白质竞争水分子从而破坏蛋白质表面的水化膜，降低其溶解度，使之从溶液中沉淀出来。各种蛋白质的溶解度不同，因而可利用不同浓度的盐溶液来沉淀不同的蛋白质。这种方法称之为盐析。盐浓度通常用饱和度来表示。硫酸铵因其溶解度大，温度系数小和不易使蛋白质变性而应用最广。

双水相萃取法

双水相萃取系统是一种液-液分馏萃取的技术。目前主要应用于生物活性物质(如蛋白质、多肽、酶、细胞等)的提取、分离和纯化。双水相一般分两大类，双聚合物和聚合物-盐。双聚合物系统利用两种不相融的水溶性聚合物水溶液，聚合物一般使用聚乙二醇和葡聚糖；而聚合物-盐系统是一种水溶性聚合物水溶液与盐溶液(如磷酸盐、硫酸盐或柠檬酸盐)混合时的不相容性而形成有明显界面的两相系统。因为水溶剂的分子无法相互渗透，所以当聚合物水溶液或盐溶液达到一定浓度时，就会自然的分成互不相融的两相，则被称为双水相。蛋白质的分配取决于其表面性质(电荷、亲水性、疏水性)以及两种液相的物理化学性质。迄今为止，双水相萃取系统可从牛血清，人血清和哺乳动物细胞培养上清中纯化IgG。报告显示，IgG回收率范围为85%至93%，纯度平均为85%。由于双水相萃取系统的低成本和生物相容性，因此能够不断地优化这种技术的提纯率，它的易用性和潜在的可放大生产力也确保了实验研究和工业生产的可应用性。

高性能切向流过滤法

高性能切向流过滤法是一种新兴的膜技术，可用于蛋白质分离，而不受产品相对大小和杂质的限制。它利用生物分子的尺寸和电荷特性差异的二维纯化方法。因此可以分离具有相同分子量的生物分子，当较大的分子量物质通过膜时，甚至可以保留一个生物分子。这种方法可以在整个下游纯化过程中使用并可以去除特定的杂质(例如蛋白质，DNA，或内毒素)，清除病毒，和/或消除蛋白质低聚物或降解产物。高性能切向流过滤能够同时进行浓缩，缓冲液交换和蛋白纯化，从而给过程简化、降低生产成本和提高工艺产量带来了一定的优势。

参考目录：
1. O’Kennedy, R., Murphy, C. and Devine, T. (2016). Technology advancements in antibody purification. Antibody Technology Journal, Volume 6, pp.17-32.
2. Gagnon, P. (2012). Technology trends in antibody purification. Journal of Chromatography A, 1221, pp.57-70.
3. Hong Yang, A. (2013). Aqueous Two-Phase Extraction Advances for Bioseparation. Journal of Bioprocessing & Biotechniques, 04(01).
4. Iqbal, M., Tao, Y., Xie, S., Zhu, Y., Chen, D., Wang, X., Huang, L., Peng, D., Sattar, A., Shabbir, M., Hussain, H., Ahmed, S. and Yuan, Z. (2016). Aqueous two-phase system (ATPS): an overview and advances in its applications. Biological Procedures Online, 18(1).
5. Rao, S., Ager, K. and Zydney, A. (2007). High Performance Tangential Flow Filtration Using Charged Affinity Ligands. Separation Science and Technology, 42(11), pp.2365-2385.

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