[科普中国]-蛋白质浓缩技术

蛋白质浓缩技术属于生物大分子的浓缩技术，目的是利用物理或化学的方法，除去蛋白质溶液中的水分、离子和其它小分子物质，使单位体积内的蛋白质浓度大幅度提高。蛋白质样品经过一系列的分离提取和层析会导致样品的稀释，而许多分析和研究都需要高浓度或高纯度的样品，所以蛋白质样品的浓缩至关重要1。蛋白质浓缩技术主要有透析袋浓缩法、冷冻干燥浓缩法、吹干浓缩法、超滤膜浓缩法、凝胶浓缩法等。

透析袋浓缩法利用透析袋浓缩蛋白质溶液是应用最广的一种。将要浓缩的蛋白质溶液放入透析袋扎紧，把高分子[分子量(MW)：6 000～12 000]聚合物如聚乙二醇或蔗糖等撒在透析袋外即可。但在使用聚乙二醇时在个别情况下会使蛋白质稍有变性，而优点是形成的平衡时间较短，通常到达30%时蛋白质就会达到最大量的沉淀。另外也可将吸水剂配成30%～40%浓度的溶液，将装有蛋白液的透析袋放入即可。操作时应在4℃环境中，以免蛋白质变性。吸水剂用过后，可放入烘箱中烘干反复使用2。

冷冻干燥浓缩法此为浓缩蛋白质的最佳方法之一，它既不易使蛋白质变性，又可保持蛋白质中天然成分。其原理是在冷冻状态下直接升华去除水分。具体做法是将蛋白液在低温下冷冻，然后移置干燥器内(干燥器内装有干燥剂，如NaOH、CaCl₂和硅胶等)。密闭，迅速抽真空，并维持一定的真空状态数小时后即可获得含有蛋白质的干燥粉末。蛋白质的粉末形状与其所含的盐有关。干燥后的蛋白质可保存于4℃环境中。另外也可用专业冻干机进行冷冻干燥，效率更高并且一次容量也大。

吹干浓缩法可将待浓缩的蛋白质溶液装入透析袋内，在4℃环境下用电风扇吹。此法较为简单，但速度较慢。

超滤膜浓缩法超滤法是使用一种特殊的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性的快速过滤方法，液体在一定压力下(氮气压或真空泵压)通过膜时，溶剂和小分子可透过，而大分子被截留。这是近年来发展起来的新方法，最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐，并具有成本低、操作方便、条件温和，能较好地保持生物大分子的活性，回收率高等优点。应用超滤法关键在于膜的选择，不同类型和规格的膜，其水的流速，分子量截留值(即大体上能被膜保留分子的最小分子量值)等参数均不同，必须根据具体需要来选用。另外，超滤装置形式，溶质成分及性质、溶液浓度等都对超滤效果有一定影响。

凝胶浓缩法选用孔径较小的凝胶，如Sephadex G-25或G-50，将凝胶直接加人蛋白质溶液中。根据干胶的吸水量和蛋白质溶液需浓缩的倍数而称取所需的干胶量。放入冰箱内，凝胶粒子吸水后，通过离心除去，但成本较大。

其他浓缩法其他的蛋白质浓缩方法还有：丙酮、三氯醋酸沉淀蛋白质，但会引起蛋白质的变性，可用于SDS- PAGE；低温有机溶剂沉淀法也可沉淀蛋白质，要注意pH值的影响；离子交换层析等都可以用于蛋白质的沉淀。