主题:【转帖】研究性实验相关知识!

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一、研究性实验的基本框架
1、基本框架图:
研究性实验可以分为三个类型即基础性研究实验,应用基础性研究实验和应用性研究实验。
基础性研究实验是指拟以认识自然现象,探索自然规律为目的,不直接考虑应用目标的研究性实验;应用基础性研究实验是指以获得新原理、新技术、新方法为目的的研究成果有广泛的应用前景的研究性实验;应用性研究实验则指为某种具体的实用目标提供技术管理、方法和途径的研究性实验。
不论哪种类型的研究实验,其基本框架相似,概括如下:

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2、研究性实验的前期准备阶段
(1)研究目的确定:这是研究性实验首先会遇到的问题,实际也就是研究选题的问题。为何要开展这一研究?答案就是研究目的。研究的目的要明确,选题要恰当,要结合实验室的条件选题。教师可以给出选题指南或大致的选题方向、范围。在此基础上,学生利用所具备的知识、能力、结合阅读一定量的参考文献进行选题。选题不宜太大。
普通生物化学的研究性实验可以参考下图进行选题,确定研究方向。

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(2)研究方案的初步设计、答辩及方案的确定:初步确定实验材料、具体的实验原理、方法和操作步骤。然后指导教师请方案设计者就方案内容进行答辩,以减少实验的盲目性、随意性,增强科学性、合理性,在此基础上可将研究方案确定下来。
3、研究性实验的实施阶段:学生根据所定实验方案进行具体实施,实验过程中可根据不断出现的新情况对实验方案进行修正调整,最终完成整个实验研究。对实验结果要写出报告或论文并交指导教师审阅。
二、研究性实验设计举例——生化分离制备实验的设计
生化分离制备实验的设计,首先面临的是所要求分离的物质的化学结构及性质存在着“已知”和“未知”两种情况。已知结构性质物质的分离制备,前人肯定已做过一些研究,在继续进行这类实验时,常常是为了取得更纯、更多的产物或者希望找出更简便、效率更高的实验方法。因此,这类物质分离制备方法的改进,主要依赖于对所分离物质的理化性质的了解和参照前人已用过的各种实验方案,通过自己具体实验条件加以比较优选,或者是参考其他类似物质最新分离方法加以引进试用,从而求得最佳的实验方法或工艺流程。经较小的制备规模过渡到中间规模试验,最后到较大规模的工业生产。但任何技术方法都有时间性和受到具体条件的限制,一个认为比较理想的分离制备方法,并不是永远都是最好的,随着时间的推移和新的技术、实验仪器和实验器材的出现,总得不断革新,完善;否则便将逐步地被新的方法所代替。所以,熟练掌握实验原理,根据自己实验具体条件,及时了解国内外有关先进技术发展动态,不断改进自己实验方法,才能适应日新月异的技术发展的要求。
对于一个未知化学结构、性质的物质的分离制备,情况则比较复杂,由于所分离制备物质还是一个“未知数”,没有什么经验和固定方法可以遵循,开始设计实验时,只能根据该物质某一生物学或生物化学的性质或现象来指导每一分离制备步骤(这里,往往也需要参照前人有关工作,并不是凭空想出)。有时在摸索过程中,往往认为自己设计的方法很理想完善了,但最后得不到什么结果或得到很小的结果,这是常有的事。只有经过多次反复实践,不断总结失败原因,修改原有的实践方案,才有可能取得最后成功。当实验一旦获得目的制备物后,就可以根据产品比较详细准确的理化性质,改进已有制备方法条件,逐步提高产品的质量和产量。
生物体内某一组份,特别是未知结构的组份的分离制备设计,大致可分为六个基本阶段:
(1)确定制备物研究目的及建立相应的分析鉴定方法。
(2)制备物物理化学性质稳定性的预备试验。
(3)材料的选择、处理及抽提方法的选择。
(4)抽提液的浓缩。
(5)分离纯化方法的摸索。
(6)获得制备物以后,均一性的测定。
现就以上六个基本阶段所涉及的实验设计原理及实验程序简要介绍和讨论如下:
(一)制备物研究的目的及分析鉴定方法的建立
前已提到,分离制备某一生物组份的目的,如果不是为了在原有的实验方法上加以改进,以求得更多更纯的产品,就是为了获得新的物质。这里主要涉及的问题是后一种情况。在生物化学研究工作中,新组份的分离常常是科研工作主要的内容。机体内一个新的物质的发现,对了解有机体的生理功能具有很重要的意义。如核酸的发现对揭开生物体遗传变异规律之谜,环化腺一磷的发现对进一步了解激素和代谢调节的关系,反向转录酶的发现对于了解RNA控制蛋白质的合成等。可以说生物体内每一种新的物质的发现,都不同程度地推动着生物化学甚至整个分子生物学前进一步。通过科学工作者的长期劳动,现在我们虽然知道了很多机体内组成成份及分泌的物质,但也许我们尚未知道的东西比已知的东西数量还要多。从生物不断变异的观点来看,人们对机体内组成的物质的认识是没有尽头的。
从机体内分离制备一种未知物质的企图,通常是由于二种情况引起的。一种是无意识的,例如,在进行某种有目的的实验时,偶然出现了某些异常现象,引起了研究人员的注意和兴趣,从而进一步去追踪研究。属于这类情况往往在研究者获得了这种制备物质后,开始并不了解这种物质的生理意义或实际上有什么用处。只有经过一定时间后才被人们所认识。这种开始并没有固定目的的实验工作,对于应用研究部门往往容易疏忽或缺乏深入探索的兴趣。基础理论研究部门则常视为一种新的发现,而比较重视加以研究。第二种情况是有目的的,人们在一定自然条件或人工条件观察到某种异常的生物学或生物化学现象,从而有意识地追踪研究引起这种现象发生的物质基础。这种例子在科研工作中是很多的。如根据细菌生长被抑制的情况有目的分离某种新的抗菌素,根据某些物质对动、植物的代谢调节所引起的作用探求新的激素,根据昆虫某些特殊生理反应研究它们所分泌的通讯物质,以及从机体内某种代谢中间产物的积累寻找催化这一反应的酶等等。属于这类有既定目的而设计的分离实验方案,效果一般比较显著。建立相应的分析鉴定方法也比较容易,获得制备物后对其生理意义及实用价值事前也已有一定的认识。
生化分离制备实验目的性尽管不同,当一旦着手进行实验工作时,都必须首先建立对制备物的分析鉴定方法,才能保证分离制备工作顺利进行,指导生化物质分离制备工作的分析鉴定方法大致可分为三种类型:
1.生物测定方法对一个未知结构的新物质,生物测定方法常常比一般物理化学方法具有更大优越性,且是实验取得成功必不可少的一步,生物测定方法全面涉及生物学各科的实验内容,如微生物学、细胞学、生理学、组织解剖学、药理学及动植物形态分类学等。一个生物测定方法的建立,必须选择适当的生物对象,继而决定测试的生物反应类型,如细菌的生长或抑制,肌肉的舒张或收缩,某种器官呈现抑制或兴奋反应,血压的升高或降低,受到试验物质刺激后某种组织分泌物增加或减少等。然后在这些定性反应基础上进一步建立生物反应的定量标准。生物测定方法很多,而且每一测定方法具体规定标准及条件各不相同,其详细内容的介绍可参看有关专资料。
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2.理化测定方法 这是最常用最方便的分析测定方法,生物测定方法虽有很高特异性,但手续繁琐,对于指导分离制备实验的进行,时间上太受限制。因此,对于一个未知化学结构的物质,如生物反应测定确定其存在后,应立即着手建立理化测定方法。理化测定方法的建立一般是先进行预试,初步肯定该物质属于那一类有机物,然后按各类有机物质的特殊物理化学性质建立定性、定量鉴定方法,这类方法常有:
(1)呈色法:包括染色和比色法。
(2)色谱法:包括纸上色谱、薄层色谱、气相色谱和高效液相色谱等。
(3)光谱法:包括可见光光谱、紫外光谱、红外光谱、荧光光谱等。
(4)电泳法:包括纸电泳,凝胶电泳等。
(5)核磁共振波谱法。
(6)其他:如电子显微镜观察。
理化测定方法的最大优点是实验操作简便快速,能及时指导分离制备工作。
3.理化方法与生物学方法结合测定  对于某些生物体内含量较低,或所建立的理化测定方法的特异性和灵敏度不足以反映该物质定性与定量的要求时,常需要结合生物学测定方法才能全面地准确地反映该物质的存在情况。例如Kaslson和Schmialak根据生物反应知道虾也存在蜕皮激素并借用昆虫中提取蜕皮酮的方法企图从虾提取这种物质,由于使用的理化分析方法不够灵敏和分离流程的不合理,用了三千公斤虾为实验材料而毫无所获。后来Hampshire和Horn以丽蝇(Calliphora)的生物测定为指导,并结合理化分析方法,改进了实验分离流程,才由一千公斤虾的废液中成功地分离了2mg非结晶的蜕皮酮激素;又如从家蚕中提取家蚕醇,使用气相层析方法和蚕蛾兴奋反应相结合,使分离制备流程效果大大提高。
理化分析方法与生物学测定方法相结合,用于各类抗菌素、信息素、激素、维生素和各种具有生理活性的生化药物的定性及定量相当普遍。
不论是生物学方法或物理化学方法或是二者结合使用,一个好的分析鉴定方法必须满足以下要求:
1.特异性或专一性强;
2.重现性好;
3.准确度大;
4.灵敏度高;
5.手续简便;
分析方法的特异性或专一性,对于整个分离纯化实验的成功与否非常重要。一个特异性高的分析方法的建立是分离一个未知结构的化合物的指南针,如果分析方法特异性不高,分离工作前进方向不明,必然造成错误的结果。一个分析方法的特异性除了方法本身因素外,与环境因子关系十分密切。特别是在分离纯化初始阶段,各种干扰物质大量存在情况下,一个专一性高的分析方法更显得重要,但除了极个别情况外,很少有绝对专一的分析方法。所以为了提高分析方法的特异性,常常需要把起始材料中干扰成份减少到最低量,或尽量选择适当条件使干扰物质不起作用。选用制备物质含量较丰富的材料,也可大大提高分析方法的特异性。
重现性或称重复性,是指分析结果能经受起时间的考验重复测出的程度。重现性的获得主要是认真规定每次的实验条件,包括分析仪器装置,试剂药品的标准度,样品的浓度,操作方法及材料的来源、保存和处理等。如果把样品、测试仪器、试剂等因素固定后,分析方法的重视性,主要和实验人员主观因素有关。
分析方法的准确度主要反映在定量测定上的误差范围。在一般情况下对分析方法要求的准确度当然越高越好,但在生化制备过程中,制备物由一个混杂体系逐步向一个纯粹单一的物质过渡,开始时杂质的干扰是不可避免的,因此,分离提纯每一阶段,定量上存在的误差只要不影响分离提纯工作沿着正确方向进行,即可满足测定要求。有的分析的精确度甚至可以粗略到用正反应(+)或负反应(-)表示。也能获得很好分离效果。所以在分离制备过程中,分析工作的特异性和重现性在某种意义上比要求精确度更为重要一些。
灵敏度是指制备物在某一体系中含量的可测度。换句话说,即我们使用的分析方法对制备物所能测出的最低含量是多少。在分离纯化开始阶段或所用原料含制备物的量较低时,高灵敏度的分析方法显得比较重要些。此外,高敏度的分析方法在多步骤的分离提纯工艺流程中,可以帮助收回一部分产品,达到节省原料消耗,增加产量的目的。
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最后谈谈分析工作操作手续的繁简与指导分离纯化实验的关系,人们往往存在这样一个倾向,即盲目追求某一分析方法的特异性或灵敏度指标,而忽视操作手续简便的重要性,这对于一些代谢速度较快或者容易失去生理活性的物质的制备,将是一严重的错误。
生化分子一般都是一些具有生理活性的物质或代谢的中间产物,因此,简便快速的分析测定方法有着重要意义。人们在提取一个代谢速度较快的中间产物时,往往宁愿要一个快速简便而精确度较差的方法,而不要一个繁琐费时而高精确的方法,这似乎是一个普通的原则。
(二)制备物的物理化学性质及稳定性质的预备试验
制备物的理化性质及稳定性的预试验是对一个未知物质分离制备实验设计的基础。许多生化物质在有机体特定环境中比较稳定,一旦离开机体后容易受外界条件影响而失活。因此,在各个阶段的分离纯化步骤中,都必须在制备物的稳定条件范围内进行,以保证被分离物质不受破坏。设计一个未知结构的生化物质的分离纯化实验方案,通常所涉及的预备试验项目如下表所示:

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表中所列项目较繁多,不必在实验一开始便全部进行试验,先选择某些预试项目,其结果能说明一个未知物的主要物理、化学性质就够了。例如未知物是极性还是非极化合物,是电解质还是非电解质,是大分子还是小分子及pH值、温度、稳定范围等。至于其他一些细目,往往需要结合分离制备过程中出现的具体情况,有必要时,才进一步加以测试。<BR>在上表所列到各预测项目中,溶解性能的测定是指导制备物的提取、沉淀、结晶的基础。必须最先完成,然后在此基础上,求出pH值、温度、离子强度对制备物溶解度及稳定性的影响,以便在溶液中找出最适提纯条件。对于绝大多数生化物质来说,只有在一定pH值、温度及离子强度下进行分离纯化才能保证其活性不受损失,在这里需要指出的是制备物在分离过程中,随着其他成份不断被除去,原来B项试验有关的化学性质将有所改变,这点应随时予以注意。<BR>物理性质的试验主要了解制备物的分子大小、形状及带电性质。在电场中可逆移动的方向及进行离子交换树脂或离子交换纤维素的试验,可判断此未知物是否属于两性电解质及其带电荷性质与数量情况。其次进行某些吸附试验(如活性碳、硅胶、氧化铝、磷酸钙等的吸附试验)可以帮助分离初期制备物在选择方法上的设计。吸附作用可起到浓缩收集作用,但注意活性碳和硅胶的吸附作用不适宜蛋白质及核酸衍生物,因为活性碳和硅胶对这些物质的吸附常常是不可逆的,不仅洗脱困难,而且容易造成变性失活。膜透过性、分子筛层析及超离心沉降作用的试验,主要是为了获得制备物分子大小及形状的证据,在制备中后期的提纯是十分有用的。但这种试验只待分离工作到了一定程度后才按需要进行。到了分离纯化的后期,半成品和成品保存的温度及水份含量对其稳定性的影响也很重要,大多数生化物质固相保存都要低温、干燥(但也不是温度越低、含水量越少越好)还有些生化物质除了对温度含水量敏感外,对光线、气体及某些微量金属也十分敏感。分离后期的产品如以液态保存,影响其稳定性因素更多,更不可有所忽视,否则辛苦制得的样品最后受到破坏或损失是令人痛心的。
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分离制备物如果是一复合成份,或某制备物的生理活性与分子内某一基团或分子外某一辅基有关,则其他一些预备试验便不能获得正确的结果。此时常将复合物拆离,决定其中那一组份是所要制备的部分。有些蛋白质和酶,其生理活性与分子上某一氨基、羧基或羟基有关,在温和条件下进行硝化,乙酰化及酯化试验,便可推测这些分子大致化学性质。还有些酶,其生理活性与金属离子和小分子辅基有关,常用透析或超离心沉降方法,观察其失活及重组后复活的过程,便从中了解到整个复合分子中各组份的关系。
总之,在整个实验的设计时,对制备物各项稳定性及一些理化性质的预试验是整个研究工作最费精力时间的部分,但也是不可缺少的部分。
(三)材料的选择、处理及提取方法的选择
1.材料选择的一般原则
选择材料主要根据实验的目的而定,同一种物质由于进化的关系通常在不同种类的生物体中都有存在。从工业生产角度上来考虑,首先是材料来源丰富,含量高、成本低。有时材料来源丰富但含量不高,或者材料来源,含量都很理想,而材料中杂质太多,分离纯化手续十分繁琐,以致影响质量和收率,反不如含量低些但易于操作获得纯品者如胰岛素在牛胰脏中含量比猪高,但我国的猪比牛多,因此制备胰岛素一般都用猪胰脏作材料。又如磷酸单酯酶在胰脏、肝脏和脾脏中含量较丰富,但纯化时很难与磷酸二酯酶分开。为此常选用磷酸单酯酶含量少,但几乎不含磷酸二酯酶的前列腺作材料。因此,必须根据具体情况,抓住主要矛盾而决定取舍。但为了科学实验某种特殊需要,例如对某种材料或某一生物品种中寻找某种未知物质,选材时则无需全面考虑上述问题,只要达到实验目的即可。
与无机物不同,生物体内某种成份不是一成不变的。如植物材料所含各种成份常随季节和生长时期而变化,动物材料中的各种组份处于不同生理状态也有很大差别。微生物材料中的各种组份的变化受环境因子影响尤为显著,除培养基的成份、pH、温度的影响外;诱导物、抑制剂的添加都可以大大增加所需物质的含量。菌种的筛选、诱变已是人们所熟悉的提高微生物体内某种物质含量最常用的方法。此外,近年来使用转导、核酸重组即遗传工程等新方法已使细菌中一些原来含量很少的物质大量增加,原来没有的物质成份,也可以通过遗传工程方法,使之产生。当然后者不属于材料选择讨论范围,但这些都说明生物材料所含的组分并不是一成不变的,必须因时因地和根据实验的目的要求而具体解决。一个材料选择是否合理,不仅关系到实验进行的难易,而且常常是导致实验的成败的原因。
2.材料的处理与保存
(1)动物性材料
①冰冻
从刚宰杀之牲畜得到的脏器要剥去脂肪和筋皮等结缔组织,洗干净。若不马上进行抽提、纯化,应置-10℃冰库(可短期保存)或-70℃低温冰箱(数月不霉变)贮存。
②干燥
对于象脑下垂体一类小组织,可置丙酮液中脱水。干燥后,磨粉贮存备用;对于含有耐高温有效成分(如肝素)的肠粘膜,可在沸水中蒸煮,烘干后长期保存。
③脱脂
脏器原料中常含有较多的脂肪。它不仅容易氧化酸败,致使原料变质,而且影响纯化操作和制品得率。一般脱脂的方法有:人工剥去脏器外面的脂肪组织;浸泡在脂溶性的有机溶剂(如丙酮、乙醚)中脱脂;采用快速加热(50℃左右)快速冷却的方法,使熔化的油滴冷却后凝聚成油块而被除去;利用油脂分离器使油脂与水溶液得以分离。
(2)植物性材料
由室内栽培,或大田采集,或市场购买的植物材料是叶片(如菠菜、芹菜叶子)时,用水洗净即可使用,或低于-15℃冰箱内贮存(短期保存),或置-30℃冰箱贮藏备用;若是植物种子则需泡胀或粉碎,才可使用。如材料含油脂较多时,也要进行脱脂处理。
(3)微生物材料
由于微生物具有种类多,繁殖快,培养简便,诱变容易和不受季节限制等优点,因此它已成为制备生物大分子物质的主要材料来源之一。当选用的微生物菌种接入适当培养液培养一段时间(一般到对数期)后,用离心方法收集到的上清液,经浓缩后即可用于制备胞外酶等有效成分。收集的菌体经破细胞处理后,即可从中提取有效成分。若此培养液和菌体不立即使用时,前者可置低温下短时期贮存,后者可制成冻干粉,在4℃保存数月,不会变性。
3.细胞的破碎与抽提
组织细胞的破碎是进行抽提的前提。组织细胞的破碎方法很多,有机械方法,物理方法,化学及生物化学方法等。不同实验规模,不同实验材料和实验要求,使用的破碎方法和条件不同。例如一些坚韧组织如肌肉,植物的根、茎等,则常需强烈的绞碎或研磨作用,才能把其组织细胞破坏。而比较柔软的组织如肝、脑等,用普通的玻璃匀浆器即可达到完全破坏细胞的目的。同样一种实验材料,但制备大分子量的核酸和制备小分子的核苷酸,对细胞破碎的方法和条件也不相同,后者可以采用强烈手段,而前者则必须保持十分温和的条件,才不致于损坏其分子的完整性。组织细胞破碎常用方法有如下几种:
(1)机械法  主要通过机械切力的作用使组织细胞破碎的方法,常用的器械有组织捣碎机,匀浆器,研钵和研磨、压榨器等。
①组织捣碎机:一般用于动物组织,植物肉质种子,柔嫩的叶,芽等材料的破碎。国产的捣碎机最高转速可达每分钟1—2万转。由于旋转刀片的机械切力很大,制备一些较大分子如核酸则很少使用。
②匀浆器:匀浆器的研杵的磨球和玻璃管内壁之间间隙常保持在十分之几毫米距离。破碎细胞的程度比组织捣碎机高。制作匀浆器的材料,除玻璃外,还可用硬质塑料,不锈钢、人造荧光树脂等制成。
③研磨:多用于细菌或其他坚硬植物材料,研磨时常加入少量石英砂,玻璃粉或其他研磨剂,以提高研磨效果。细菌磨是一种改良了的研磨器,比一般研钵具有更大的研磨面积,而且底部有出口。操作时先把细菌和研磨粉调成糊状,每次加入磨内一小勺,研磨20—30秒钟即可将细菌细胞完全破碎。
④其他大型细胞破碎器:如French压榨器Manton-gaulin匀浆器等,主要是高压下使细胞通过小孔隙而被挤碎,每小时可处理数十升至数千升样品,适用于微生物发酵工业生产。
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2)物理法主要通过各种物理因素使组织细胞破碎的方法。在生化制备中常用的有:
①反复冻融法:先将样品深冷至—15℃至—20℃使之冻固,再缓慢地融化,反复多次可将大部分细胞破碎,此法多用于动物性材料。
②急热骤冷法:将样品材料投入沸水,维持85—90℃数分钟后,置冰浴中急速冷却,使细胞壁结构受到破坏。此法可用于细菌及病毒材料,但制备对热敏感的物质时慎用。
③超声波处理:此法多用于微生物材料,频率一般选在10KC至200KC,功率200—500瓦范围,对于不同细菌,应视具体情况而定。处理时间有数分钟至数十分钟不等。处理效果和样品浓度及使用功率有关。在处理过程中如溶液温度升高时,注意冷却。
(3)化学及生物化学法 主要有自溶法,酶解法和表面活性剂处理法等。
①自溶法:自溶法是在一定的pH和适当的温度下,利用组织细胞内自身的酶系统将细胞破碎的方法。自溶法所需时间较长,常添加少量防腐剂如甲苯、氯仿等防止细菌的污染。
②酶解法:利用各种水解酶如溶菌酶,纤维素酶、“蜗牛”酶、半纤维素酶、壳糖酶、脂酶等专一性地将细胞壁分解,使细胞内含物释放出来。适用于制备大分子核酸材料的破壁。有些细菌对溶菌酶不敏感,加入少量巯基试剂或8mol•L-1脲素处理后,使转为对溶菌酶敏感而融溶。
③表面活性剂处理:如十二烷基硫酸钠、氯化十二烷基吡啶、去氧胆酸钠等均对细胞膜有一定破坏作用。
此外,使用真空干燥及冷丙酮处理制成“丙酮粉”均可以改变细胞的透性,不同程度地破坏细胞膜结构,以利于提取。
有时为了防止其他细胞组份中的物质对制备物干扰或污染,或由于对细胞组分上某一物质进行特殊研究的需要,常将各种细胞器先行分离,然后在某一细胞器中提纯某一物质。细胞组份的分离,一般使用差速离心法,即将破碎后细胞在适当介质中进行离心。常用的介质有生理盐水,蔗糖或葡萄糖-聚乙二醇等高分子溶液。各种细胞组份按照质量、大小不同,经过不同速度的离心后,便沉降于离心管不同部位,经过多次分步离心分离,即可获得所需要组份。
组织细胞破碎过程中,大量胞内酶及细胞内含物被释放出来,须立即选择适当条件进行提取分离,避免因长久放置造成制备物的分解破坏。
提取是分离纯化的第一步,它将制备物从复杂的生物体系中转移到特定的人工液相体系中(通常是水、缓冲液,稀盐溶液或有机溶剂)。提取所用的溶剂的选择标准首先对被制备物具有最大溶解度,并在提取中应尽可能减少一些不必要的成份。为了更好地达到以上两个目的,常用的手段是调整溶剂的pH值、离子强度、溶剂成份配比和温度范围等。
(四)抽提液的浓缩
一般抽提液的体积都比较大,应先进行浓缩处理。常用的浓缩方法有下面几种:
1.沉淀法
在抽提液中加入适量的中性盐[如(NH4)2SO4]或有机溶剂,使有效成分变为沉淀。经离心或过滤收集的沉淀物,加少量缓冲液溶解后,再经离心除去不溶物,获得的上清液通过透析或凝胶过滤脱盐,即可供纯化使用。
2.吸附法(吸水法)
将干葡聚糖凝胶G25(或吸水棒)加入抽提液中,两者比例为1∶5。由于凝胶吸水之故,抽提液的体积可缩小三倍左右,回收蛋白质量约80%。当凝胶(或吸水棒)对有效成分吸附力强或吸水后对有效成分的性质有影响时,此法不宜采用。
3.超过滤法
把抽提液装入超过滤装置(见图a),在空气或氮气(5个大气压)压力下,使小分子物质(包括水分)通过半透膜(如硝酸纤维素膜),可使50毫升样品在12小时内深缩到5毫升。

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4.透析浓缩法
把装抽提液的透析袋埋在吸水力强的聚乙烯醇(Polyetheylene Glycol分子量20,000以上简称PEG)或甘油中,10毫升抽提液可在1小时内浓缩到几乎无水的程度。
这种方法的浓缩速度与透析袋的表面以及PEG的数量有密切关系。除此之外,浓缩也可按图b进行。
5.减压蒸馏浓缩法
将抽提液装入减压蒸馏器的圆底烧瓶中,在减压真空状态下进行蒸馏(见图c)。
当真空度较高时,溶液的沸点可控制在30℃以下。这种方法一般适用于常温下稳定性好的物质。

冰冻的抽提液在真空状态下,可以由固体直接变为气体。利用此原理进行浓缩,有效成分几乎不会破坏。冻干机主要由低温干燥箱、真空泵和冷冻机构成。在冻干小体积样品时,可以将其置玻璃真空干燥器中进行。具体作法是,把分装到小瓶中的样品冰冻后放入装有五氧化二磷或硅胶吸水剂的真空干燥器中,连续抽真空使其达到浓缩、干燥状态。
上述的浓缩方法(除第五种外),一般都低温下进行。这些方法不仅适用于抽提液的浓缩处理,而且也适用于纯化液的浓缩处理。
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冰冻的抽提液在真空状态下,可以由固体直接变为气体。利用此原理进行浓缩,有效成分几乎不会破坏。冻干机主要由低温干燥箱、真空泵和冷冻机构成。在冻干小体积样品时,可以将其置玻璃真空干燥器中进行。具体作法是,把分装到小瓶中的样品冰冻后放入装有五氧化二磷或硅胶吸水剂的真空干燥器中,连续抽真空使其达到浓缩、干燥状态。
上述的浓缩方法(除第五种外),一般都低温下进行。这些方法不仅适用于抽提液的浓缩处理,而且也适用于纯化液的浓缩处理。(五)分离纯化方法的选择
1.分离纯化方法的摸索
分离纯化是整个生化制备过程中核心部分。生物体的组成成份千千万万种,分离纯化的实验方案也千变万化。没有一种分离纯化方法可适用于所有物质的分离纯化,一种物质也不可能只有一种分离纯化方法。所以对于某一种物质,究竟选用什么分离纯化方法最理想,主要是根据该物质的物理化学性质和具体实验条件而定。认真参考借鉴前人经验可以避免许多盲目性,节省实验摸索时间。即使是分离一个新的未知组份,根据分析和预试验的初步结果,参考别人对类似物质分离纯化经验,也可以帮助少走些弯路。威廉斯(Williams)和威尔逊(Wilson)等根据一般规律性各种分离纯化方法适用于什么物质的作用,提出了很好的意见,(说见表a)摩尔里斯(Morris)等对于各种分离方法中所依据溶质的物理化学性质,作了一个分类表(见表b)均可供读者参考。
表a供选择分离某些生物分子的方法时参考


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