超滤技术在蛋白质分离纯化中应用

岳志蕾 王菲

【摘 要】超滤技术是一种膜分离技术，在实际应用当中具有着效率高、条件温和以及能耗低的优点。在本文中，将就超滤技术在蛋白质分离纯化中应用进行一定的研究。

【關键词】超滤技术；蛋白质；分离纯化

【中图分类号】R78.29 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2018）08--01

1 引言

超滤技术一种对料液进行分离、浓缩以及纯化的技术，其使用超滤膜为介质，通过其两侧压力差为驱动力的情况下达到目标，还经常应用在病毒、蛋白质以及细菌的分离方面。在该技术中，超滤膜是其核心部件，其实际材料性质以及结构情况将决定膜的分离性能。为了能够获得更好的分离纯化效果，即需要做好超滤技术的应用，做好重点的把握。

2 超滤技术应用研究

2.1 蛋白质脱盐浓缩 在技术不断发展的过程中，超滤技术目前已经对空间排阻色谱进行进行替代而成为了蛋白质脱盐浓缩当中的首选方式，并逐渐应用在大豆乳清以及干酪乳清当中蛋白的回收以及脱盐方面。同时，该通过该技术的使用也能够浓缩血清当中的免疫球蛋白，在实际处理过程中，为了获得更高的蛋白收率，则需要小于蛋白相对分子质量三分之一的膜进行选择。

2.2 蛋白质分级分离 在该内容中，即是根据料液当中不同蛋白质组分的理化性质差异对其进行分开的一个过程，具体包括有疏水性、分子质量以及等电点等等。在该过程中，凝胶色谱是经常使用到的分级分离方式，同传统色谱方式相比，该技术在实际应用当中具有着容易放大以及低成本的特征，在酶类分级分离以及高价值蛋白分级分离方面具有着较好的应用前景。就目前来说，虽然该技术在蛋白质分离纯化工作当中已经得到了成功的应用，但传统超滤技术在实际分离精度方面还存在着一定的不足，要想对更好的分离效果进行获得，则需要使目标蛋白同杂蛋白具有10倍以上的相对分子质量差。

2.3 内毒素去除

在该应用方面中，即通过原核表达系统形成的要用蛋白易混入由细菌细胞壁破壁后产生的内毒素，对于内毒素来说，其是一种脂多糖，是一种热原，在进入到人体当中即会出现微循环障碍、内毒素性休克以及发热的情况，需要对其进行去除处理。在实际应用当中，内毒素具有着较好的化学稳定性以及耐热性，在实际灭除方面存在一定的难度。超滤技术的应用与发展，为蛋白当中内毒素的去除提供了重要的途径，具有较高的内毒素去除率。

3 常见问题与解决

3.1 超滤膜选择性 根据相关研究，超滤膜在选择性方面存在一定的不足，即对于具有较近相对分子质量的蛋白质组分，在实际分离方面存在一定的不足。对此，则可以通过以下方式提升膜的分离性能：第一，理化参数调节。通过对料液离子强度以及pH值的调节，则能够在对蛋白理化性质进行改善的基础上使其同其余组分在通透性方面存在差异，以此对分离的目标进行实现；第二，膜组合形式改进。即对超滤膜的空间组合形式进行改进，以此实现膜超滤分离时分辨率的提升；第三，亲和技术引进。在该方式当中，将超滤技术同亲和技术高分离能力以及高选择性进行结合，以此对新的亲和超滤技术进行形成，有效提升特定蛋白的选择性以及纯度。其具体原理，即将可特异性结合目的蛋白的载体以及配基进行偶联处理，再同目的蛋白粗提液进行混恶化后对具有较大分质量以及较大体系的复合物进行形成，即无论是质量还是体积都要远远大于杂蛋白。在之后超滤过程中，滤膜的存在则能够起到截留复合物的效果，并由透过膜去除杂质，之后，通过合适洗脱液的使用将目的蛋白进行洗脱处理，以此对分离纯化的蛋白产品进行获得。在该过程当中，亲和超滤具体效果的好坏同分子配基制备以及洗脱液能力具有直接的联系，如果配基同目的蛋白之间具有的结合力较弱，则会对分离纯化效率产生影响，如果两者间所具有的结合力过强，在实际处理当中则那一洗脱蛋白。对此，在实际对亲和过滤技术进行使用时则需要对中度亲和力的配基进行使用。就目前来说，该技术已经得到了较多的应用，并成功的应用在凝血以及磷脂酶等分离纯化过程当中。

3.2 浓差极化与膜污染

对于浓差极化来说，即是在实际超滤当中，因料液当中溶剂透过膜而增加膜表面溶质浓度的一种情况，即在膜表面形成一层凝胶层的情况对溶剂起到阻碍作用。而膜污染，则是在实际超滤中因料液当中微生物、溶质分子以及交替物质在膜表面沉积而堵塞膜孔的情况，并使膜出现渗透速率下降以及阻力增加的情况。对于该类问题，可以在实际处理中从以下方面入手进行解决：第一，优化流体力学条件。在该方面内容中，包括有切向流过滤、合理膜组件流道结构以及提升料液流速等等。根据实验内容，在实际超滤当中，当料液具有较大流速时，其在膜表面则具有更大的剪切力，大分子组分将具有更快的扩散特征，而在膜表面沉积层厚度则逐渐减小，以此对浓差极化情况起到积极的减轻效果；第二，外加物理场。该方式的原理，即是在电场作用下，使料液当中带电荷例子形成同介质渗透以及膜表现相反的迁移，以此起到降低膜表现边界层厚度的效果。同时，溶剂在电渗效应情况下则将使其能够以加速的状态透过膜，以此起到提升膜通量的效果。

4 结束语

在上文中，我们对超滤技术在蛋白质分离纯化中应用进行了一定的研究，在实际技术应用中，需要做好优化方式的科学应用，不断提升纯化处理效果。

参考文献

陈志伟.超滤技术在蛋白质分离纯化中的应用[J].科技经济导刊.2017（24）

王健，叶波平.超滤技术在蛋白质分离纯化中的应用[J].药学进展.2012（03）

李素霞.超滤技术的应用研究进展[J].现代农业科技.2018（02）