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引言 传统的分离和纯化生物产物的方法很多，大

2013-07-16 01:12

引言
　　
　　传统的分离和纯化生物产物的方法很多，大都是利用其物理和化学性质的差异，如分子的大小、形状、溶解度、带电性质、等电点、亲疏水性以及与其它分子的亲和性等。而80年代诞生的亲和超滤技术结合了亲和层析与超滤技术共同特点，它既有良好的选择性又易于大规模的操作，从而成为很有前途的分离纯化技术。
　　
　　1 亲和超滤技术的基本原理及其操作体系
　　
　　亲和超滤[1]（Affility Ultrafiltration）是将连有特异性配基的载体（微粒或水溶性高聚物）在适当流动状态下与目标初提液混合，亲和上偶联的亲和配基特异性地与溶液中的目标物配合，形成体积及相对分子质量远大于杂质的复合物。超滤时，复合物被超滤膜截留，而杂质则透过膜被除去，然后用合适的洗脱剂将结合的目标物洗脱下来，该目标物透过膜而得到分离纯化的产品，亲和载体则被截留循环使用。一般而言,亲和超滤技术的体系关键是选择合适的载体、特异性配体以及合适孔径的超滤膜。
　　
　　1.1 载体
　　亲和超滤所用的载体有两类，一类是水不溶性微载体，另一类是水溶性大分子载体。在亲和超滤中，最吸引人的是可采用水溶性高分子为载体，这种聚合物可带有对酶、蛋白质等起抑制作用或亲和作用的官能团，这样亲和作用在均相中进行。水溶性高分子载体有许多优点：亲和载体与目标蛋白在均相体系中反应速度快,达到吸附或洗脱平衡的时间极短，吸附容量大。这一点对亲和超滤很有利，可以将目标蛋白溶液与亲和载体溶液，一边混合，一边进行超滤，而无需另备储槽进行反应；洗脱时也一样。 同时亲和超滤技术也可选用小粒子载体，使其自由地悬浮在提取液中，从而增加了亲和作用几率，也防止了膜的浓差极化和堵塞现象。

（转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）

　　
　　1.2 配体（配基）
　　配基是亲和过程的核心物质，在分离中起特异性吸附欲分离物的作用。配基一般分为天然配基（包括糖结合配基和蛋白质结合配基）、染料配基、氨基酸类亲和配基、核苷酸及核苷酸类似物配基和仿生配基等几类。配基与欲分离物吸附作用的大小主要与配基的空间结构有关，它们与载体的连接方法也关系到洗脱过程。但它们之间的结合力仍不外乎对应的功能基团之间的氢键、静电作用、疏水作用等。
　　在亲和超滤过程中,大规模连续生产要求吸附(亲和) 和解吸迅速. 因此，配基与欲分离目标产物之间的亲和力要控制在一定的范围之内，若亲和力太低，则分离的效果不好；若亲和力太高，则洗脱太困难。同时为了提高吸附量，配体必须有足够的接触面积(粒子尽可能小或呈多孔结构) 并且应廉价、专一性强，在亲和洗脱条件下很稳定，在高剪切力下无损伤，易回收、无毒。 若配体为小分子物质，则必须固定于载体表面。
　　
　　1.3 超滤膜
　　超滤膜一般为高分子分离膜，是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500 道尔顿、粒径大于2～20 纳米的颗粒。超滤膜根据膜材料的不同，可分为无机膜和有机膜，而膜的结构则有对称和非对称之分。
　　亲和超滤过程的透过速率由超滤膜的孔径或截留分子量决定。选用截留分子量大的超滤膜可提高透过速率。由于超滤膜分离的选择性较低，选用载体的分子量应至少比亲和体的分子量大10 倍[2]。此外，超滤膜在使用过程中会受到吸附、沉淀和生物等污染，使得超滤膜化学清洗频率较高，而且超滤膜的制造成本相对较高，膜寿命较低。上述问题，使得超滤膜工艺的运行能耗和运行成本中折旧费用增加，因此人们一直在不断开发研究各种新型超滤膜[3-6]，以期满足工业生产的需要。
　　
　　2 亲和超滤技术和传统的亲和层析及过滤技术的比较
　　
　　亲和超滤技术是亲和层析技术和超滤技术的有机结合，与这两者相比，亲和超滤技术在物质分离纯化方面拥有自己独特的特点。