磁性粒子在蛋白质分离纯化中的应用

磁性粒子在蛋白质分离纯化中的应用
来源：网络摘抄

    磁性粒子在蛋白质分离纯化中的应用是很广泛的，早在20世纪40年代，磁性氧化铁就被用于吸附和去除溶解在废水中的胶状物。20世纪70年代，将磁性粒子用作固定化酶的载体。此后，又将其用于选择性捕获生物分子，利用表面带有氨基的硅烷化磁性粒子从大肠埃希氏菌中分离纯化了B2半乳糖有2)。随后的20年间，磁性粒子用于生物分子分离的研究发展缓慢。进入21世纪，将磁性粒子作为吸附剂直接从生物样品中分离生物分子引起了广泛关注，对磁性粒子的研究日益活跃，相关的文献报道迅速增加。目前磁性粒子的应用己扩大到生物大分子(如蛋白质、核酸)分离、靶向药物、免疫分析、细胞标记和细胞分离以及环境监测等领域。
    近年，随着蛋白质组学研究的快速发展，磁性粒子用于蛋白质分离纯化的研究发展迅速，其在解决蛋白质快速分离和高特异的选择性分离方面，具有、快速的优势。磁性粒子用于蛋白质分离是指以纳米或微米级的磁性材料为载体，通过对此磁性载体的表面进行修饰，使其能够特异性吸附目标蛋白质，进而在外加磁场的作用下实现与原样品溶液组分快速分离。分离后的磁性粒子再经过清洗、解吸附等操作即可得到目标蛋白质。此法具有分离方法与设备简单、操作方便快捷、处理样品量大、分离的选择性与特异性好、纯度与回收率高等优点。
1磁性粒子与磁性分离的特性：
    磁性粒子是指因含有磁性金属或金属氧化物(如Fe、Co、Ni及其氧化物)的超细粉末而具有磁响应性的粒子。磁性粒子一般为核硫型结构，以含磁性材料的超细粉末组成核，核外层的功能高分子材料组成壳层:或者以功能高分子材料为核，核外层包覆的磁性材料作壳层:也可做成夹心结构，外、内层均为功能高分子材料，中间层为磁性材料:还有混合型，即由磁性材料和功能高分子材料混合而成的多核结构3-5)。
    将磁性粒子用于蛋白质的分离纯化好选择稳定性好、有一定生物相容性的磁性材料。磁性分离的方法简单，可直接从原始样品中对目标蛋白质进行分离。
2磁性粒子的表面修饰：
    磁性粒子用于蛋白质分离是基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团，使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。因此，针对目标蛋白质选择适合的功能基团并对磁性载体表面进行修饰是选择性分离的关键。日前报道的表面修饰基团主要是阴、阳离子交换基团和亲和配基。表面修饰离子交换基团的磁性粒子较修饰亲和配基的磁性粒子应用更为广泛，但对目标蛋白质的选择性较差，其对带电性质相反的蛋白质均有静电吸附作用，非特异性吸附较为明显。表面带有亲和配基的磁性粒子对目标蛋白质有很高的特异性吸附，针对目标蛋白质的分离和纯化更有价值，但日前己知可用的亲和配基种类有限，目价格昂贵，使针对大量目标蛋白质的分离受到限制。
3磁性粒子在蛋白质分离纯化中的应用：
    当前，研究报道中涉及磁性粒子分离纯化蛋白的数量和种类比较集中，所用的蛋白主要为常规实验用蛋白、糖基化蛋白和磷酸化蛋白。多数报道是关于磁性粒子的基质、间隔基和配体等对分离性能的影响以及实验条件和吸附容量的研究。
    目前磁性离子的应用主要集中于细胞分离与核酸纯化研究，而对蛋白质的磁性分离应用相对较少。由于磁性粒子的材料、磁响应性、粒子形状与粒径、尤其是经过表面修饰的特异性吸附表面是大规模进行蛋白质分离纯化的关键，因此，磁性粒子在蛋白质分离纯化的广泛应用依赖于吸附容量高、选择性好、可重复使用、价格便宜的磁性材料的制备。
    当前，磁性粒子针对蛋白质的分离研究大都局限在简单体系中对标准蛋白质纯品吸附的实验条件和吸附容量测定等方面，目蛋白的研究种类集中在某些常见实验用标准蛋白，对复杂体系的研究相对较少。然而，实际生物样品的组成极其复杂，蛋白的种类和数量繁多，因此应进一步开展实际样品中对特定的重要蛋白质的分离纯化的方法研究，如利用磁性分离针对高丰度蛋白和低丰度蛋白建立选择性富集和去除的快速方法，解决蛋白组学研究中的实际问题。
    功能化磁性粒子及磁性粒子与其它分离技术(如双水相萃取、分子印迹技术等)的结合在蛋白质和其它生物物质分离中具有潜在的应用前景，它们各自优势和特点的结合有望发展成具有集成化优势的分离技术。