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蛋白质提取方法之水溶液提取法的应用

在蛋白分离和蛋白纯化过程中，首先需要从原材料中提取目的蛋白，然后通过粗分离的方法除去大量的杂质，最后进行精细分离从而得到目标蛋白。稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质稳定性好、溶解度大，是提取蛋白质最常用的溶剂。一些蛋白分离公司提供蛋白质的提取和精制服务。
蛋白质样品的提取和分离是整个蛋白质纯化过程的第一步，进行蛋白纯化的前提是首先要获得蛋白质的提取液，恰当地选择蛋白质提取及分离的方法将有助于接下来的纯化过程。对于固态样品材料，一般先进行目的蛋白的提取，然后分离纯化。美迪西提供蛋白分离服务，其在蛋白表达与纯化服务方面经验丰富，拥有多种蛋白表达系统.
蛋白质的提取工作是将经过处理或破碎的细胞，置于一定的条件和溶液中，让被提取物充分释放出来的过程，影响提取的因素主要是被提取物质在提取的溶液中溶解度的大小及由固相扩散到液相的难易程度。水溶液提取技术一般包含在蛋白分离公司提供的蛋白分离服务项目中。水溶液提取法的提取液与提取物的比例通常为5:1，提取时需要均匀搅拌，以利于蛋白质的溶解，提取的温度要视有效成分的性质而定，一般采用低温5℃以下操作。另外蛋白质是具有特定等电点的两性电解质，一般在偏离蛋白质等电点0.5PH单位以上时，蛋白质的溶解度增加。一般来说碱性蛋白质采用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白质采用偏碱性的提取液。
1、盐酸水溶液提取丹参素的研究
为了优化丹参素的提取工艺条件。有研究者采用盐酸水溶液回流提取丹参药材，以高效液相色谱法(HPLC)测定的丹参素含量为考察指标，采取正交试验法对提取条件进行优选[1]。结果发现丹参素的提取工艺影响程度为盐酸溶液浓度>溶剂量>提取时间。因此盐酸水溶液回流提取的最佳条件为2mol•L-1的盐酸溶液以10倍量的体积提取3h，提取2次。
2、乙醇-水溶液提取法提取银杏叶黄酮类化合物
有研究者采用乙醇-水溶液作提取剂，大孔吸附树脂富集和分离银杏叶提取物GBE的工艺，对银杏叶黄酮类化合物的提取、富集与分离进行了研究[2]。在提取银杏叶黄酮类化合物时，通过对提取方法、提取温度、提取时间、提取液pH值进行考察，确定了最佳提取工艺。在对银杏叶黄酮类化合物提取液进行富集分离时，采用了对环境和人体无毒害作用的树脂吸附工艺；研究了影响吸附和洗脱效果的因素，如吸附液浓度、吸附液pH值、吸附树脂用量、洗脱剂浓度等，确定出最佳吸附工艺。
该论文作者以银杏叶中的黄酮类化合物为主要研究对象，以有机溶剂提取法进行银杏叶中黄酮类化合物的提取研究。用树脂吸附洗脱和薄层层析技术进一步分离黄酮类化合物，采用分光光度法并对得到的黄酮类化合物进行分析，研究不同方法的分离效果，为合理高效利用银杏开辟了一条新途径。
3、乙醇―水溶液从苦荞壳中提取黄酮类化合物的研究
研究者以苦荞壳为原料，分别采用超临界CO2萃取和乙醇―水溶液提取两种方法从苦荞壳中提取黄酮类化合物[3]。采用了单因素试验和正交试验结合的方法，着重研究了温度、压力、固液比、时间、乙醇浓度等工艺参数对总黄酮含量的影响，并以两种试验的提取液进行了体外清除NO2-能力的比较。
研究结果表明，超临界CO2萃取苦荞壳黄酮，萃取压力、萃取温度、萃取时间、固液比、乙醇浓度对总黄酮含量都有影响。由正交试验结果得出萃取较优组合为：C4A1D2B3，即萃取时间4h、萃取温度35℃、固液比1:10、萃取压力25MPa。乙醇－水溶液提取苦荞壳黄酮，提取温度、提取时间、固液比、乙醇浓度对总黄酮含量都有影响，由正交试验结果得出最优提取组合为：A3C1D3B1，即提取温度80℃、乙醇浓度40%、提取时间5h、固液比1:30。当pH值在3-7之间时，两种提取液对NO2-均有一定的清除能力。
在相同作用条件下，超临界萃取液在低浓度时可在短时间内达到较高的清除率。在pH值为3时，超临界萃取液和乙醇－水提取液都有较高的清除率。在接近人体胃部环境的条件下，即37℃，pH值为3，浓度为0.01%的超临界萃取液对NO2-的清除率为：70.63%，乙醇－水提取液对NO2-的清除率为：80.63%。
对蛋白质样品的提取应尽量多地提取出目的蛋白，并且保持其活性少受损失，避免目的蛋白因热、pH或存在有机溶剂、金属离子、蛋白酶等因素而损失活性。蛋白质的提取常用各种水溶液，一般在偏离蛋白质等电点0.5pH单位以上，此时蛋白质的溶解度增加。提取等电点在碱性范围的蛋白质，可以用稀酸；对等电点在酸性范围的蛋白质，可以用稀碱提取，以尽可能提高目的蛋白在提取液中的溶解度。但是也要注意提取液的pH应该在目的蛋白稳定的范围内，避免极端pH。提取液的离子强度一般不能太高，以免引起盐析。提取液与提取物的比例通常为5：1，比例如果过大，会影响到随后纯化过程所用时间及纯化效率。比如，研究固体培养的麦曲中酶系统，可以用5倍于麦曲重量的适当pH的缓冲液，在4℃浸泡麦曲过夜，然后进行过滤即可。
[1]盐酸水溶液提取丹参素的工艺[J].
[2]银杏叶黄酮类化合物的提取与分离技术的研究[J].
[3]苦荞壳中黄酮类化合物提取的研究[J].