【蛋白纯化技术背景介绍】
蛋白纯化技术是从复杂生物样品(如细胞提取物、组织液等)中分离并获得高纯度目标蛋白质的生物技术,重点应用在:
基础科研:为解析蛋白质的结构、功能及相互作用提供纯净样本,是酶学研究、蛋白质组学、结构生物学等领域的实验基础。
医药产业:是重组蛋白药物(如胰岛素、抗体药物)、疫苗生产的核心环节,直接影响药物的安全性和有效性。
工业生产:保障食品、洗涤剂等行业中酶制剂等蛋白产品的质量与活性,提升生产效率。
等生物医药各个领域,其重要性不言而喻,常用的蛋白纯化技术可根据分离原理分为多种类型,以下是主要技术分类及特点:
一、基于溶解度差异的分离技术
利用蛋白质在不同溶液条件下(如盐浓度、pH、温度)溶解度的差异进行分离,操作简单、成本低,常用于粗提。
盐析法:通过加入高浓度中性盐(如硫酸铵)破坏蛋白质的水化膜,使蛋白质沉淀析出。不同蛋白质的盐析所需盐浓度不同,可分步沉淀分离。
等电点沉淀法:调节溶液 pH 至目标蛋白质的等电点(pI),此时蛋白质净电荷为零,溶解度最低而沉淀。适用于分离等电点差异较大的蛋白质。
有机溶剂沉淀法:加入乙醇、丙酮等有机溶剂,降低溶液介电常数,促使蛋白质脱水沉淀。需在低温下操作以减少蛋白变性。
二、基于分子大小的分离技术
根据蛋白质分子质量(或体积)的差异实现分离,常用于去除大分子杂质或小分子污染物。
u透析与超滤:
透析:利用半透膜的选择性透过性,使小分子杂质(如盐、缓冲液成分)透过膜扩散到外部溶液,保留大分子蛋白质。适用于脱盐或更换缓冲液。
超滤:在压力驱动下,小分子通过超滤膜,大分子蛋白质被截留,可同时实现浓缩和脱盐,效率高于透析。
u凝胶过滤层析(分子筛层析):将样品过填充有多孔凝胶颗粒的层析柱,小分子蛋白质进入凝胶孔隙,流经路径长、流速慢;大分子无法进入孔隙,路径短、先流出。根据洗脱顺序可分离不同分子质量的蛋白质。
三、基于电荷差异的分离技术
利用蛋白质表面净电荷的差异进行分离,分辨率较高,是常用的精细纯化手段。
v离子交换层析:层析柱填充带固定电荷的树脂(阳离子交换树脂带负电,阴离子交换树脂带正电),目标蛋白质根据自身净电荷与树脂发生静电吸附,再通过改变缓冲液的盐浓度或 pH,使蛋白质解吸附并洗脱。适用于分离电荷差异明显的蛋白质,如重组蛋白与杂蛋白的分离。
v等电聚焦电泳(IEF):在凝胶中建立 pH 梯度,蛋白质在电场中迁移至自身等电点的 pH 区域后停止移动,形成聚焦带,可实现高分辨率分离,常用于分析或微量纯化。
四、基于特异性亲和力的分离技术
利用目标蛋白质与特定配体的特异性相互作用(如抗原 - 抗体、酶 - 底物、标签 - 配体)进行分离,特异性极强,是纯化重组蛋白的核心技术。
亲和层析:层析柱固定与目标蛋白特异性结合的配体(如抗体、金属离子、镍柱(His 标签)、谷胱甘肽(GST 标签)),样品中只有目标蛋白会与配体结合,其他杂质直接流出;再用洗脱液(如含竞争性配体的溶液)将目标蛋白洗脱。一步纯化即可获得高纯度蛋白,广泛应用于带标签重组蛋白的纯化(如 His-tag、Flag-tag 蛋白)。
免疫亲和层析:以目标蛋白的特异性抗体为配体,特异性极高,适用于天然蛋白或无标签重组蛋白的纯化。
五、基于密度差异的分离技术
离心技术:通过离心产生的离心力,使不同密度、大小的蛋白质颗粒或细胞碎片沉降速度不同而分离。如差速离心可分离细胞碎片与上清液,密度梯度离心(如蔗糖梯度)可分离亚细胞结构或不同密度的蛋白质复合物。
六、其他辅助技术
电泳技术:如 SDS - 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),除了用于蛋白纯度鉴定,也可通过切胶回收实现微量蛋白的纯化。
疏水作用层析:利用蛋白质表面疏水性与疏水柱填料的相互作用,在高盐条件下结合、低盐条件下洗脱,适用于分离疏水性差异较大的蛋白。
由于蛋白纯化技术种类繁多,技术复杂度高,实际使用过程中,需要根据样本和纯化蛋白的具体特性,各种技术灵活搭配组合使用,以获得较好的纯化效果,因此经验性比较强,学习难度大,高校课堂也缺少相应的标准化、实战化的课程体系,是产教融合课程体系构建的重点内容。
为帮助企业研发技术人员、高校教师、研究生等深入学习这门技术,我们生物人学堂安排了蛋白纯化技术产业活动周,邀请优秀的企业专家技术团队纷纷“等堂献艺”,展示蛋白纯化技术的个中奥妙、技术细节。同时特邀在该领域有深厚积累的专业资深的产业专家、高校教师重点担纲,为大家奉上一场蛋白技术学习的盛宴,欢迎大家积极参与,一起推动产教融合技术进步!
【学习安排】
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【本期专家】
胡振新:生物化学博士,生物医药高级工程师,江苏省产业教授/中国药科大学独墅湖基地研究生导师。主持国家省级项目(蛋白相关)2项。晶睿生物联合创始人,从事蛋白纯化25年,发表论文18篇,授权专利15项(其中发明专利8项)。2008-2012年师从美国资深科学院院士Benkovic进行博士后研究,2012年回国创业至今,发表论文总影响因子117。科技成果证书2项(第1完成人)。2013年获得中国创业大赛二等奖,2015年获得苏州工业园区创业领军人才,所创企业于2019及2024年获得国家高新企业证书,2020荣登未来医疗100强分子诊断Top20。研究方向为蛋白工程化改造及创新性核酸检测技术的开发等。现主持国家生物药技术创新中心揭榜挂帅项目1项,江苏省自然基金1项。
章骥:浙江大学生命科学院高级实验师,武汉大学生物化学与分子生物学硕士毕业;2001.12–迄今,在浙江大学国家级生物实验教学中心从事实验教学达二十多年,主要参与生物化学实验和发育生物学实验建设与教学工作,具有丰富的生物学实验教学经验,出版教材生物化学实验,ISBN 978-7-308-03025-0,浙江大学出版社,2002;参与教改项目2021年度第一批本科教材建设项目和本科MOOC建设项目(生物化学实验),其主导的生物化学实验课,获得省一流课程。
【会议组织机构】
主办单位:
上海临港新片区生命蓝湾产教联合体
上海生物医药产业学院
上海高端医疗装备产业园
上海嘉北生物医药科技发展有限公司
上海嘉定先进技术创新与育成中心
苏州纳米生物科技园
太仓沙溪生物医药产业园
协办单位:
上海生物医药行业协会
上海市生物医药科技产业促进中心
承办单位:
上海农林职业技术学院
上海楚豫生物科技有限公司/生物人教育培训基地和跨企业培训中心
支持单位:
全国生物技术职业教育教学指导委员会生物检验专委会
【支持企业和媒体】
支持企业:上海雅心生物、上海金鹏生物、苏州晶睿生物、上海昂玳医学、上海柏辰生物、易孛特生命科学。。。
支持媒体:生物人、IVD工具人、生物器材网、IVD资讯 。。。
【活动形式】
线上大家谈:邀请行业资深技术专家圆桌论坛,谈产业发展和技术演化。
线上专题论述:就某一技术专题邀请产业专家详细论述。
线下技术培训交流:就具体技术细节和产品工艺实操演练学习。
线下展会:设备产品线下集中展示,历时一个月,提供专业技术人员协助操作演示和试用,用户学员可以来深入了解洽谈交流。
参观学习:参观上海高端医疗装备产业园“上海械谷/联影小镇”项目。
人才培养输送:搭建蛋白技术产教联盟,根据企业需求,为联盟内的企业定制化招募培养和输送蛋白技术技能人才。
本次学习围绕蛋白纯化技术的技术细分、操作流程、仪器设备、试剂耗材、交叉复合应用等系列内容,从线上到线下为大家详细剖析,同时构建蛋白技术产教联盟,聚集优质产业资源搭建一站式的服务平台,适合企业研发/高校教师的业务提升、技术梳理和科研转化,欢迎大家踊跃报名、积极参与。
【讲课时间】
线下学习全年滚动开班,分期授课,本期学习时间如下:2025年8月17-24日
线上学习:
8月17-21日 每晚8点 线上直播学习
线下学习:
8月22-24日 全天 线下实操学习
【课程适合人群】
适合企业员工的技术梳理和深造,高校教师的业务提升,研究生的实验技能学习以及本专科院校在校学生的兴趣拓展和技术深入学习等,欢迎大家踊跃报名积极参与。
【学习报名】
线上学习采取公益形式,不收取费用,人数不限,欢迎大家踊跃报名积极参与;线下学习涉及到实验操作,为保证学习效果,每期招收人数控制在30人以内,会收取一定的实验费用,欢迎大家及时报名。
公司名称:上海楚豫生物科技有限公司
开户银行:中国民生银行股份有限公司上海田林支行
帐号:691774185
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