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透析袋浓缩法简介

2025-07-17

蛋白质浓缩是生物实验中常用的技术,以下为几种常见的中性方法介绍:

1. 透析袋浓缩法

这是应用广泛的蛋白质浓缩方法。操作时,将需浓缩的蛋白溶液装入透析袋(若无透析袋,可用玻璃纸替代),结扎袋口后,把高分子聚合物(如聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等,分子量通常在 6000-12000 之间)或蔗糖撒在透析袋外部;也可将吸水剂配制成 30%-40%浓度的溶液,再将装有蛋白液的透析袋放入其中。用过的吸水剂,经温箱烘干或自然干燥后可再次使用。该方法主要用于更换蛋白质的缓冲液,只需透析袋即可,无需特殊仪器。

2. 冷冻干燥浓缩法

这是一种较好的蛋白质浓缩办法,能减少蛋白质变性的可能性,同时保留蛋白质中的固有成分。其原理是让蛋白质溶液在冰冻状态下直接升华去除水分。具体操作是先将蛋白液在低温下冰冻,然后移至装有干燥剂(如氢氧化钠、氯化钙和硅胶等)的干燥器内,密闭后迅速抽空,并维持抽空状态,数小时后便可获得含蛋白质的干燥粉末。干燥后的蛋白质便于保存,使用时可配制成任意浓度,也可采用冻干机进行冷冻干燥。

3. 吹干浓缩法

将蛋白溶液装入透析袋内,放在电风扇下吹干以达到浓缩目的。此法操作简单,但速度较慢,且过程中温度不宜过高,最好不超过 15℃。

4. 超滤膜浓缩法

利用微孔纤维素膜,通过高压将水分滤出,使蛋白质留存于膜上实现浓缩。有两种具体方式:一种是把醋酸纤维素膜装入高压过滤器内,在不断搅拌下进行过滤;另一种是将蛋白液装入透析袋,置于真空干燥器的通风口上,通过负压抽气使袋内液体渗出。该方法尤其适合小体积(几毫升)蛋白质溶液的浓缩,且不易引起蛋白质变性,但需要浓缩器,并非所有实验室都具备。

5. 凝胶浓缩法

选择孔径较小的凝胶,如 Sephadex G25 或 G50,直接加入蛋白溶液中。根据干胶的吸水量和蛋白液所需的浓缩倍数,称取相应量的干胶。将其放入冰箱后,待凝胶粒子吸水,通过离心即可除去凝胶,实现蛋白质浓缩。

6. 浓缩胶浓缩法

浓缩胶是一种具有高分子网状结构的有机聚合物,吸水性能强,每克干胶可吸水 120ml~150ml。它能吸收水、葡萄糖、蔗糖、无机盐等低分子量物质,适合浓缩分子量 10000 以上的生物大分子物质,浓缩后蛋白质的回收率可达 80%~90%。该方法比凝胶浓缩法应用更方便,直接加入被浓缩的溶液即可。需要注意的是,浓缩溶液的 pH 值应大于被浓缩物质的等电点,否则可能在浓缩胶表面产生阳离子交换,影响浓缩物质的回收率。

7. 丙酮沉淀法

该方法所需仪器简单,但在浓缩过程中,蛋白质常常会发生变性。

8. 免疫沉淀法

通过免疫沉淀法,利用蛋白质的特异性可对目的蛋白进行定量分离。其过程主要包括三个步骤:首先将特异性抗体加入细胞提取物;第二步加入经化学固定的金黄色葡萄球菌,以促使形成大量沉淀,这些细菌通过蛋白质 A 与抗体形成复合物,蛋白质 A 与免疫球蛋白的 Fc 部分有高度亲和性,也可利用纯化的蛋白 A 结合的树脂作为固体基质,从细胞提取物中分离抗原抗体复合物;最后通过洗脱除去未沉淀的杂质。若要除去已破碎或固定效果差的细胞,在进行免疫沉淀前,可先与纤细的金黄色葡萄球菌细胞处理。

9. 硫酸铵沉淀法

利用高浓度盐使蛋白质析出(即盐析)。选择硫酸铵是因为它在盐析方面效果较好,适用的 pH 范围广,溶解度高,溶解时溶液散热少,且成本较低。

10. (低温)有机溶剂沉淀法

该方法强调在低温(0 - 4℃以下)条件下进行,因为在 10℃时蛋白质可能在有机溶剂中变性,常用的有机溶剂有乙醇、丙酮等。操作时需注意溶液中的镁离子以及 pH 值等因素。

11. 聚乙二醇(PEG)沉淀法

PEG 是一种水溶性非离子多聚体,在多数情况下使用 PEG 不会使蛋白质发生明显变性。它溶解时散热少,形成沉淀的平衡时间短,通常当 PEG 浓度达到 30% 时,蛋白质可实现最大量的沉淀。

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