超濾技術在蛋白質分離純化中應用

岳志蕾 王菲

【摘 要】超濾技術是一種膜分離技術，在實際應用當中具有著效率高、條件溫和以及能耗低的優點。在本文中，將就超濾技術在蛋白質分離純化中應用進行一定的研究。

【關鍵詞】超濾技術；蛋白質；分離純化

【中圖分類號】R78.29 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851（2018）08--01

1 引言

超濾技術一種對料液進行分離、濃縮以及純化的技術，其使用超濾膜為介質，通過其兩側壓力差為驅動力的情況下達到目標，還經常應用在病毒、蛋白質以及細菌的分離方面。在該技術中，超濾膜是其核心部件，其實際材料性質以及結構情況將決定膜的分離性能。為了能夠獲得更好的分離純化效果，即需要做好超濾技術的應用，做好重點的把握。

2 超濾技術應用研究

2.1 蛋白質脫鹽濃縮 在技術不斷發展的過程中，超濾技術目前已經對空間排阻色譜進行進行替代而成為了蛋白質脫鹽濃縮當中的首選方式，并逐漸應用在大豆乳清以及干酪乳清當中蛋白的回收以及脫鹽方面。同時，該通過該技術的使用也能夠濃縮血清當中的免疫球蛋白，在實際處理過程中，為了獲得更高的蛋白收率，則需要小于蛋白相對分子質量三分之一的膜進行選擇。

2.2 蛋白質分級分離 在該內容中，即是根據料液當中不同蛋白質組分的理化性質差異對其進行分開的一個過程，具體包括有疏水性、分子質量以及等電點等等。在該過程中，凝膠色譜是經常使用到的分級分離方式，同傳統色譜方式相比，該技術在實際應用當中具有著容易放大以及低成本的特征，在酶類分級分離以及高價值蛋白分級分離方面具有著較好的應用前景。就目前來說，雖然該技術在蛋白質分離純化工作當中已經得到了成功的應用，但傳統超濾技術在實際分離精度方面還存在著一定的不足，要想對更好的分離效果進行獲得，則需要使目標蛋白同雜蛋白具有10倍以上的相對分子質量差。

2.3 內毒素去除

在該應用方面中，即通過原核表達系統形成的要用蛋白易混入由細菌細胞壁破壁后產生的內毒素，對于內毒素來說，其是一種脂多糖，是一種熱原，在進入到人體當中即會出現微循環障礙、內毒素性休克以及發熱的情況，需要對其進行去除處理。在實際應用當中，內毒素具有著較好的化學穩定性以及耐熱性，在實際滅除方面存在一定的難度。超濾技術的應用與發展，為蛋白當中內毒素的去除提供了重要的途徑，具有較高的內毒素去除率。

3 常見問題與解決

3.1 超濾膜選擇性 根據相關研究，超濾膜在選擇性方面存在一定的不足，即對于具有較近相對分子質量的蛋白質組分，在實際分離方面存在一定的不足。對此，則可以通過以下方式提升膜的分離性能：第一，理化參數調節。通過對料液離子強度以及pH值的調節，則能夠在對蛋白理化性質進行改善的基礎上使其同其余組分在通透性方面存在差異，以此對分離的目標進行實現；第二，膜組合形式改進。即對超濾膜的空間組合形式進行改進，以此實現膜超濾分離時分辨率的提升；第三，親和技術引進。在該方式當中，將超濾技術同親和技術高分離能力以及高選擇性進行結合，以此對新的親和超濾技術進行形成，有效提升特定蛋白的選擇性以及純度。其具體原理，即將可特異性結合目的蛋白的載體以及配基進行偶聯處理，再同目的蛋白粗提液進行混惡化后對具有較大分質量以及較大體系的復合物進行形成，即無論是質量還是體積都要遠遠大于雜蛋白。在之后超濾過程中，濾膜的存在則能夠起到截留復合物的效果，并由透過膜去除雜質，之后，通過合適洗脫液的使用將目的蛋白進行洗脫處理，以此對分離純化的蛋白產品進行獲得。在該過程當中，親和超濾具體效果的好壞同分子配基制備以及洗脫液能力具有直接的聯系，如果配基同目的蛋白之間具有的結合力較弱，則會對分離純化效率產生影響，如果兩者間所具有的結合力過強，在實際處理當中則那一洗脫蛋白。對此，在實際對親和過濾技術進行使用時則需要對中度親和力的配基進行使用。就目前來說，該技術已經得到了較多的應用，并成功的應用在凝血以及磷脂酶等分離純化過程當中。

3.2 濃差極化與膜污染

對于濃差極化來說，即是在實際超濾當中，因料液當中溶劑透過膜而增加膜表面溶質濃度的一種情況，即在膜表面形成一層凝膠層的情況對溶劑起到阻礙作用。而膜污染，則是在實際超濾中因料液當中微生物、溶質分子以及交替物質在膜表面沉積而堵塞膜孔的情況，并使膜出現滲透速率下降以及阻力增加的情況。對于該類問題，可以在實際處理中從以下方面入手進行解決：第一，優化流體力學條件。在該方面內容中，包括有切向流過濾、合理膜組件流道結構以及提升料液流速等等。根據實驗內容，在實際超濾當中，當料液具有較大流速時，其在膜表面則具有更大的剪切力，大分子組分將具有更快的擴散特征，而在膜表面沉積層厚度則逐漸減小，以此對濃差極化情況起到積極的減輕效果；第二，外加物理場。該方式的原理，即是在電場作用下，使料液當中帶電荷例子形成同介質滲透以及膜表現相反的遷移，以此起到降低膜表現邊界層厚度的效果。同時，溶劑在電滲效應情況下則將使其能夠以加速的狀態透過膜，以此起到提升膜通量的效果。

4 結束語

在上文中，我們對超濾技術在蛋白質分離純化中應用進行了一定的研究，在實際技術應用中，需要做好優化方式的科學應用，不斷提升純化處理效果。

參考文獻

陳志偉.超濾技術在蛋白質分離純化中的應用[J].科技經濟導刊.2017（24）

王健，葉波平.超濾技術在蛋白質分離純化中的應用[J].藥學進展.2012（03）

李素霞.超濾技術的應用研究進展[J].現代農業科技.2018（02）