『壹』 簡述生物活性物質分離純化的主要原理.為什麼要對酶進行化學修飾
生物活性物質分離純化的主要原理
依據生物活性物質分子本身的理化特性,如溶解度、帶電性、大小、揮發性等進行分離純化,植物的活性物質的提取多採用:溶劑法、水蒸汽蒸餾法、超臨界二氧化碳提取分離法、萃取法。分離多用硅膠柱色譜法。植物的活性物質的提取多採用:溶劑法、水蒸汽蒸餾法、超臨界二氧化碳提取分離法、萃取法.分離多用硅膠柱色譜法.動物的生理活性物質提取分離比較復雜,方法多種:如鹽析法、電泳法、高速離心法、受體識別法等.
動物的生理活性物質提取分離比較復雜,方法多種:如鹽析法、電泳法、高速離心法、受體識別法等。
『貳』 常用於分離生物樣品的層析方法還有哪些其原理是什麼
在分離分析特別是蛋白質分離分析中,層析是相當重要、且相當常見的一種技術,其原理較為復雜,對人員的要求相對較高,這里只能做一個相對簡單的介紹。
一、 吸附層析
1、 吸附柱層析
吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。
2、 薄層層析
薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,以液體為流動相的一種層析方法。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層,然後按紙層析操作進行展層。
3、 聚醯胺薄膜層析
聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。層析時,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的連續過程,就能導致分離物質達到分離目的。
二、 離子交換層析
離子交換層析是在以離子交換劑為固定相,液體為流動相的系統中進行的。離子交換劑是由基質、電荷基團和反離子構成的。離子交換劑與水溶液中離子或離子化合物的反應主要以離子交換方式進行,或藉助離子交換劑上電荷基團對溶液中離子或離子化合物的吸附作用進行。`
三、 凝膠過濾
凝膠過濾又叫分子篩層析,其原因是凝膠具有網狀結構,小分子物質能進入其內部,而大分子物質卻被排除在外部。當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了。
『叄』 菌體的分離原理
菌種分離原理:就是用無菌操作的方法將所需要的菌從混雜的微生物群體中單獨分離出來的過程。
培養基與菌種分離是指從含有多種微生物的樣品中獲得純種微生物的操作技術。菌種分離主要在培養皿上進行,常用的方法是稀釋法和劃線法。使用這兩種方法的目的是微生物的一個個體通過繁殖,在固體培養基上長出肉眼能見的群體,然後根據培養特徵,用接種針調取所需菌種並在顯微鏡下檢查,證明為單一形狀的菌體。
如分離分解纖維素的微生物用的培養基是以纖維素為碳源的培養基,因為從這種培養基上長出來的只能是分解纖維素的微生物。
大多數細菌和真菌,用平板法分離通常是滿意的,因為它們的大多數種類在固體培養基上長得很好。然而迄今為止並不是所有的微生物都能在固體培養基上生長,例如一些細胞大的細菌、許多原生動物和藻類等,這些微生物仍需要用液體培養基分離來獲得純培養。
沒有一種培養基或一種培養條件能夠滿足一切微生物生長的需要,在一定程度上所有的培養基都是選擇性的。如果某種微生物的生長需要是已知的,也可以設計特定環境使之適合這種微生物的生長,因而能夠從混雜的微生物群體中把這種微生物選擇培養出來,盡管在混雜的微生物群體中這種微生物可能只佔少數。這種通過選擇培養進行微生物純培養分離的技術稱為選擇培養分離,特別適用於從自然界中分離、尋找有用的微生物。
『肆』 生物分離高手進
這寫起來復雜了....... 很多地方都有這樣的實驗步驟啊,我看了一下 下面這個,還可以
酶的分離簡單,就是麻煩,時間挺長的
酶的分離純化方法簡介
生物細胞產生的酶有兩類:一類由細胞內產生後分泌到細胞外進行作用的酶,稱為細胞外酶。這類酶大都是水解酶,如酶法生產葡萄糖所用的兩種澱粉酶,就是由枯草桿菌和根酶發酵過程中分泌的。這類酶一般含量較高,容易得到;另一類酶在細胞內產生後並不分泌到細胞外,而在細胞內起催化作用,稱為細胞內酶,如檸檬酸、肌苷酸、味精的發酵生產所進行的一系列化學反應,就是在多種酶催化下在細胞內進行的,在類酶在細胞內往往與細胞結構結合,有一定的分布區域,催化的反應具有一定的順序性,使許多反應能有條不紊地進行。
酶的來源多為生物細胞。生物細胞內產生的總的酶量雖然是很高的,但每一種酶的含量卻很低,如胰臟中期消化作用的水解酶種類很多,但各種酶的含量卻差別很大。
因此,在提取某一種酶時,首先應當根據需要,選擇含此酶最豐富的材料,如胰臟是提取胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、澱粉酶和脂酶的好材料。由於從動物內臟或植物果實中提取酶制劑受到原料的限制,如不能綜合利用,成本又很大。目前工業上大多採用培養微生物的方法來獲得大量的酶制劑。從微生物中來生產酶制劑的優點有很多,既不受氣候地理條件限制,而且動植物體內酶大都可以在微生物中找到,微生物繁殖快,產酶量又豐富,還可以通過選育菌種來提高產量,用廉價原料可以大量生產。
由於在生物組織中,除了我們所需要的某一種酶之外,往往還有許多其它酶和一般蛋白質以及其他雜質,因此為製取某酶制劑時,必須經過分純化的手續。
酶是具有催化活性的蛋白質,蛋白質很容易變性,所以在酶的提純過程中應避免用強酸強鹼,保持在較低的溫度下操作。在提純的過程中通過測定酶的催化活性可以比較容易跟蹤酶在分離提純過程中的去向。酶的催化活性又可以作為選擇分離純化方法和操作條件的指標,在整個酶的分離純化過程中的每一步驟,始終要測定酶的總活力和比活力,這樣才能知道經過某一步驟回收到多少酶,純度提高了多少,從而決定著一步驟的取捨。
酶的分離純化一般包括三個基本步驟:即抽提、純化、結晶或制劑。首先將所需的酶從原料中引入溶液,此時不可避免地夾帶著一些雜質,然後再將此酶從溶液中選擇性地分離出來,或者從此溶液中選擇性地除去雜質,然後製成純化的酶制劑。下面就酶的分離純化的常用方法作一綜合介紹:
一、預處理及固液分離技術
1.細胞破碎(cell disruption)
高壓均質器法:此法可用於破碎酵母菌、大腸菌、假單胞菌、桿菌甚至黑麴黴菌。將細胞懸浮液在高壓下通入一個孔徑可調的排放孔中,菌體從高壓環境轉到低壓環境,細胞就容易破碎。菌懸液一次通過均質器的細胞破碎率在12%-67%。細胞破碎率與細胞的種類有關。要達到90%以上的細胞破碎率,起碼要將菌懸液通過均質器兩次。最好是提高操作壓力,減少操作次數。但有人報道,當操作壓力達到175Mpa時,破碎率可達100%。當壓力超過70Mpa時,細胞破碎率上升較為緩慢。高壓均質器的閥門是影響細胞破碎率的重要因素。絲狀菌會堵塞均質器的閥門,尤其高濃度菌體時更是如此。在豐富培養基上比在合成培養基上生長的大腸菌更難破碎。
容菌酶處理法:蛋清中含有豐富的溶菌酶,價格便宜,常用來裂解細胞。具體做法是:溶壁微球菌(micrococcus lysodeikticus)43kg,置於0.5%的氯化鈉溶液中,使細胞濃度為5%(乾重),在35℃用0.68kg(乾重)的蛋清處理20min,得到的細胞碎片用相同體積的乙醇處理,用離心機將細胞碎片和胞內蛋白質除去,再將乙醇濃度提高到75%(體積分數),可以得到純度為5%的過氧化氫酶1500g。
2.離心
離心分離過程可分為離心過濾、離心沉澱、離心分離3種類型,所使用的設備有過濾式離心機、沉降式離心機和離心機。過濾式離心機的轉鼓壁上開有小孔,壁上有過濾介質,一般可用於處理懸浮固體顆粒較大、固體含量較高的場合。沉降式離心機用於分離固體濃度較低的固液分離,如發酵液中的菌體,用鹽析法或有機溶劑處理過的蛋白質等。分離機用於分離兩種互不相溶的、密度有微小差別的乳濁液或含微量固體微粒的乳濁液。
在生物領域採用的離心機系統,除了應具備離心機的一般要求外,還應滿足生物生產的技術要求,這包括滅菌、冷卻、密封,以保證產品不受污染並不污染環境。現代哦離心機裝置包括以下三個步驟,並進行程序控制:離心、離心系統的滅菌及就地清洗。如阿法-拉伐公司離心機產品的裝置,具有雙重軸向密封,密封由裝在轉筒主軸上下的碳化硅動環和固定環組成,密封由水連續冷卻和潤滑,可防止產品被污染,也可防止生產過程中排出的廢物對環境的污染。該離心機又如一個密閉的壓力容器,可在121℃溫度下進行蒸汽滅菌,該離心設備設有環繞離心機轉筒的冷卻夾套,對懸浮液和濃縮的固體都能進行充分的冷卻,並能有效地控制溫度,這對於生物製品是非常重要的。如BTPX205型離心機可用於細胞收集、培養液的凈化和細胞碎片的分離,可用於疫苗、酶制劑等的提取。該機的其他輔助系統及控制系統也較為完善,如設有壓力指示器、力量計、溫度感測器和液面感測器。
3.膜分離技術
在蛋白質純化過程中主要用到的膜分離技術多為超濾。在靜壓作用下降溶液通過孔徑非常小的濾膜,使溶液中分子量較小的溶質透過薄膜,而大分子被截留於膜表面。大多數超濾膜是由一層非常薄的功能膜與較厚的支撐膜結合在一起而組成的。功能膜決定了膜的孔徑,而支撐膜提供機械強度以抵抗靜壓力。超濾濃縮的優點是:操作條件溫和,無相變化,對生物活性物質沒有破壞。
超濾系統主要由料液貯罐、泵、超濾器、透過液收集罐組成,料液經泵打入超濾器,水及低分子量物質排出超濾器外,被濃縮的料液在料液貯罐、泵、及超濾器中循環。當料液濃縮至一定的倍數後即可作為進一步處理的濃縮料液。
超濾應用於蛋白質類物質的濃縮和脫鹽過程中時應注意以下問題:第一,在超濾循環過程中,由於泵和葉輪與料液的摩擦放熱作用,料液的溫度會逐漸升高,會造成蛋白質分子的損失。因此,料液貯罐應加冷卻系統,並安裝自動測溫及控制系統。第二,某些酶的輔助因子散失為問題:一些酶含有輔助因子,其分子量小,超濾時易從透過液中排除掉,因而在超濾前或超濾後要添加一定濃度的的輔助因子。
還可將超濾與親和層析相結合以提高分離純度。其工作原理是:當溶液中欲被分離的蛋白質不受阻礙地通過超濾膜的孔隙時,如果在膜的一側結合著親和配基,該蛋白質就會與配基結合因而結聚在膜的這一側。不與配基結合的其他物質就將穿過孔而被帶走。再用適宜的洗脫劑將該蛋白質洗脫下來,洗脫液用於進一步的分離純化。
4.泡沫分離
原理:將氣體通入含多種組分的溶液中,由於這些組分的表面活性由差異,因此在溶液的表面,某些組分將形成泡沫,泡沫的穩定性取決於操作條件及溶液的生物學特性。泡沫中含有更多的表面活性成分,故泡沫的組分種類及其含量與溶液中的不相同。這樣,溶液中的組分舅得以分離。
蛋白質較易吸附與氣液界面,這有利於其結構的穩定。泡沫分離過程是:蛋白質從主體溶液中擴散到氣液界面,該過程可能是可逆的也可能是不可逆的;分子發生重排,一般認為在空氣-水界面會形成兩種類型的膜,一種是稀膜,另一種是濃膜,可能會發生由多個分子聚集在一起的現象。在氣液界面形成的蛋白質膜可以是單層的也可以是多層的。膜的類型取決於主體溶液及氣液界面上蛋白質的特性、結構和濃度。
泡沫分離的目的,一方面提高酶蛋白的富集率(泡沫中蛋白質的濃度/最初溶液中蛋白質濃度),另一方面提高酶蛋白的提取率(泡沫中蛋白質的提取率/最初的蛋白質質量),或使多組分混合物中某一組分的分配系數最大。
二、抽提
沉澱
1. 鹽析
常用的鹽析劑是硫酸銨,其溶解度大、價格便宜。硫酸銨沉澱蛋白質的能力很強,其飽和溶液能使大多數的蛋白質沉澱下來。對酶沒有破壞作用。
pH的控制:應從酶的溶解度與穩定性兩個方面考慮,在酶等電點時其溶解度最小易沉澱,但有些酶再等電點時穩定性較差,因此要選擇最佳pH值.一般要求在酶最穩定的pH值的前提下再考慮最適宜酶沉澱的pH值。在操作中一旦確定最佳pH值後,在添加硫酸銨之前甲酸或鹼調節好酶液的pH值,要盡量避免溶液pH值的波動以免破壞酶的穩定性。在添加硫酸銨時要注意攪拌,並注意硫酸銨的加入速度,一般是由少到多,緩慢加入,硫酸銨盡可能磨成細粉。
溫度的控制:有些酶在較高溫度下穩定性能較好,可在常溫下進行鹽析操作,而對於大多數酶,盡可能在低溫下操作。
酶液的凈置:加完硫酸銨後,酶液要靜置一段時間,使酶蛋白完全沉澱下來,酶靜置後,就不要再加以攪拌。
2.有機溶劑沉澱
有機溶劑選擇:可用於酶蛋白沉澱的有機溶劑包括醇類物質等,如甲醇、乙醇、異丙醇。乙醇的親水性能較好,可防止蛋白質的變性,酶蛋白在其中的溶解度也較低。
有機溶劑沉澱操作:有機溶劑一般都使蛋白質變性,當溫度較高時變性蛋白質分子就會變成永久失活。因此用有機溶劑處理時最好在0℃以下進行。用有機溶劑沉澱得到的酶蛋白不要放置過久,要盡快加水溶解。
3.聚合物絮凝劑沉澱
聚合物絮凝劑,如葡聚糖和聚乙二醇,與酶分子爭奪水分子,具有脫水作用使酶沉澱。聚乙二醇作為一種沉澱劑的優點是在水溶液中,其濃度可達到50%,濃度為6%-12%的蛋白質大都可以沉澱下來。這種試劑不需要低溫操作,而且對蛋白質的穩定還有一定的保護作用。聚乙二醇不會被吸附,故在離子交換吸附前不必去除。
4.用金屬離子和絡合物沉澱
酶和其他蛋白質都會形成金屬鹽,其溶解度較低。用金屬離子沉澱的缺點是酶與金屬離子相互作用後,可逆變化較差,尤其是用巰基衍生物,它結合的]金屬離子會催化酶變性而失活。
5.用特殊試劑沉澱法
用鏈黴素可選擇性去除核酸,從而使胞內酶沉澱出來。鏈黴素鹽(濃度為0.5-1.0mg/mg蛋白質)對於選擇性沉澱核酸的效果比錳離子還要好,酶不易失活。
6.親和沉澱
將親和反應的高度選擇性、低處理量特性與沉澱操作的大處理量、地選擇性有機結合形成了親和沉澱技術。將配基與可溶性載體偶聯後形成載體-配基復合物,該復合物與生物分子結合後在一定條件下可以沉澱出來。
配基-載體復合物可以選擇性地與蛋白質結合,溶液中的pH值、離子強度及蛋白質濃度等條件對親和結合的影響力並不大,只有競爭性的配基會降低產物與原配基的親和結合力,甚至使親和結合發生逆轉。
引導產生沉澱的方法有:離子交聯;加入帶相反電荷的聚合物;加入帶相反電荷的疏水基團;改變pH值,誘導產生疏水沉澱;溫度誘導產生沉澱。
親和結合:將親和配基加入到含有目的物蛋白質的溶液中,調節好有關沉澱的條件,使之有利於親和結合。
洗滌:為經過處理的粗製液中發生親和沉澱可能會發生非特異性結合,尤其是使用帶電的聚合物,離子交換的效應將使其他蛋白質共同沉澱,因此在分離目的物之前要洗滌沉澱物。其做法是:加入適當的清洗劑重新溶解沉澱,再沉澱;或在專一性洗脫之前,徹底清洗沉澱。在上述過程中要始終保持目的蛋白質與配基處於親和結合狀態。
配基-載體復合物與目的蛋白質的分離:分離結束之後,要確保回收目的蛋白質和配基-載體復合物,目的蛋白質要達到一定的純度,回收率要高。
『伍』 生物中的分離定律是什麼
分離定律即孟德爾第一定律。
其要點是:決定生物體遺傳性狀的一對等位基因在配子形成時彼此分開,分別進入一個配子中。該定律揭示了一個基因座上等位基因的遺傳規律。基因位於 染色體上,細胞中的同源染色體對在減數分裂時經過復制後發生分離是分離定律的細胞學基礎。
『陸』 常用的分離技術有哪兩類各包括哪些這些常用的分離技術的基本原理是什麼
分離的原理就是把隨機控制系統的控制器分解成狀態估計和確認反饋控制兩部分然後進行設置的。他們的分離技術來說的話一種是萃取分離法。和離子交換分離法。當然,這是作用於化學方面的。
『柒』 什麼是生物細胞分離它的基本原理是什麼
就是在高滲透液中細胞壁和細胞膜發生分離,原理就是細胞膜的流動性和透過性
『捌』 微生物分離純化的原理
1、選擇適合於待分離微生物的生長條件,如營養,酸鹼度,溫度和氧等要求或加入某種抑製造成只剩於該微生物生長,而抑制其他微生物生長的環境,從而淘汰一些不需要的微生物。
2、微生物在固體培養基上生長形成的單個菌落可以是由一個細胞繁殖而成的集合體。
(8)生物分離有哪些原理擴展閱讀:
分離技術主要是稀釋和選擇培養。稀釋是在液體中或在固體表面上高度稀釋微生物群體,使單位體積或單位面積僅存留一個單細胞,並使此單細胞增殖為一個新的群體。
最常用的為平板劃線法。如果所要分離的微生物在混雜的微生物群體中數量極少或者增殖過慢而難以稀釋分離時,需要結合使用選擇培養法,即選用僅適合於所要分離的微生物生長繁殖的特殊培養條件來培養混雜菌體,改變群體中各類微生物的比例,以達到分離的目的。為保證分離到的微生物是純培養,分離時必須用。
『玖』 微生物分離方法
微生物分離法是獲得微生物純培養物的一種分離方法。通過這個方法可實現一種微生物的培養,或獲得一個細胞的後代。其具體方法有:
1、稀釋倒平皿法。將待分離的材料作一系列稀釋,取不同稀釋度適量塗布於固體培養基平板上或與已熔化的固體培養基一起傾注入平板內,經過培養即有一個微生物細胞繁殖來的單個菌落。
2、劃線法。先將已熔化的固體培養基製成平板,待凝後,取分離材料在上面劃線,可作平行劃線、扇形劃線或其他形狀的連續劃線,使菌樣逐漸減少,最後得到單個孤立的菌落。
(9)生物分離有哪些原理擴展閱讀:
微生物分離技術的應用措施:
1、減少毒性氧物質的毒害作用:由於常規培養方法使用的高濃度營養基質不利於微生物生長,適當降低營養基質的濃度可以減弱這種不利影響。發現低濃度基質的培養基培養出的細菌在數量和種類上均多於高濃度基質的培養基,但營養濃度過低時會使培養出的微生物數量反而下降。
2、維持微生物間的相互作用:在培養基中加入微生物相互作用的信號分子就可簡單模擬微生物間的相互作用,滿足微生物生長繁殖的要求。
3、供應新型的電子供體和受體:不同微生物的代謝過程不同,因此對反應的底物要求也不盡相同。供應微生物需要的特有底物有助於新陳代謝反應的進行及微生物的正常生長。大量的研究表明,將新穎的電子供體和受體應用到微生物培養中,能夠發現未知的生理型微生物。
4、分散微生物細胞:自然界中很多微生物聚集生長,形成「絮體」和「顆粒」等,致使其內部的微生物不易被培養。對「絮體」和「顆粒」進行適度的超聲處理,將細胞分散再進行培養,可以使更多的微生物接觸培養基而得到培養。
5、延長培養時間:對「寡營養菌」的培養,可適當延長培養時間,使其能長至肉眼可見的尺度。當然培養時間不能無限增長,因為培養時間越長,對培養環境的無菌要求就越高[4]。
6、利用瓊脂替代物:瓊脂對某些微生物具有毒性作用,採用無害且凝結作用較好的替代物質作為培養基固化劑,可以增加微生物的可培養性。