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传统方法分离乳铁蛋白的介绍

2022.8.18

  纯化乳铁蛋白的方法有许多种,许多公司选择阳离子交换色谱系统来大范围的获得乳铁蛋白。对于乳铁蛋白的分离纯化开始于上世纪80年代,许多公司都致力于开发获得高纯度乳铁蛋白工艺。对乳铁蛋白分离纯化的方法从最初的阳离子交换到亲和层析再到免疫学方法,以及各种方法的组合对于分离纯化乳铁蛋白都有个有利弊。

  阳离子交换色谱。利用阳离子交换色谱从原料中分离获得乳铁蛋白是传统的方法,其优点是操纵简单、步骤少、持续进样和容易扩大等优点。但是,传统色谱层析用于快速的和大量的从乳清蛋白中回收乳铁蛋白时表现出很多缺点,如色谱层析材料的污染、循环时间长、液滴通过色谱柱时压力大以及复杂的控制系统,而且原料中许多与乳铁蛋白带有相同点和及相似等电点的杂蛋白在分离纯化乳铁蛋白时被一同洗脱下来,所以获得的乳铁蛋白纯度低,费用昂贵和相对低的产量 。

  膜吸附。由于乳铁蛋白的热稳定性差,而膜分离是一个不需加热,没有相变并且不需要化学试剂的分离过程。因此,该方法可以最大限度的保持乳铁蛋白的生物活性,使之成为分离回收 乳铁蛋白的一个优势。Kerstin Plate 等研究是否能利用膜技术将乳清中乳铁蛋白回收以及实验室水平的设备是否可以直接应用于工业化。试验用的膜面积从15cm2上升到4m2,其试验结果表明,最佳条件是选用 Sartobind S 系统,膜面积扩大到2m2,8 个循环不用清洗。Almécija 等使用300 kDa 的陶瓷微孔膜从乳清中分离 Lf,研究表明,获得乳铁蛋白最佳的溶液 pH 值分别为5和10,前者可以获得 乳铁蛋白,而后者可以使乳铁蛋白滞留在原乳清中。为了克服膜吸附无法区分近似分子量的弊端,Brisson 等使用荷电膜和电场的结合,电场使蛋白的移动起到了重要的作用,虽然解决了一部分纯度问题,但是溶液表面发生的电解反应对于 Lf 的分离起到了负面的影响。

  电分离。电分离技术是利用分子大小和其自身所带电荷的不同对蛋白分子进行分离的技术,电流可以使得分离速度加快。与传统压力驱动方法相比,电场的应用的优势在于提高了乳铁蛋白分离的速度,但同时降低了其纯度,原因是由于在分离 Lf 的同时其他乳清蛋白的迁移和蛋白间相互作用。电分离与微滤膜结合可以克服低选择性和溶液污染等不足。N Ndiaye 等利用此方法对乳铁蛋白进行了分离,乳铁蛋白的最佳分离条件为 pH=3.0,以 2 g/L 的 KCl 溶液为溶液时,其最佳条件为 1.5×10-8m2/(V·s);以去离子水为溶液时,其最佳条件为 3.0×10-8m2/(V·s)。结合 500 kDa的超滤膜,经过 4 h 的处理后,迁移率达到 46 %,产量为 15 %。该方法的不足是,在 pH=3.0 的时候,β-乳球蛋白也会一同被分离出来。

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