生物大分子分离纯化技术的重大突破──灌注层析系统

生物大分子分离纯化技术的重大突破──灌注层析系统夏小燕（北京化工学院）傅仲华（中国科学院发育生物研究所）现代生物大分子分离纯化技术的发展,促进了生命科学,医学及医药工业的发展,液相色谱仪是生物分子分离纯化的重要工具,而其中分离介质尤为重要。     

我国生物制造分离过程技术与装备研究进展

<正>生物产物的分离与纯化是生物制造过程的重要单元,关系生化产品的质量与制造成本。大多数生化产品需要综合利用多个分离纯化技术才能确保终端产品质量达标。近年来,我国在相关介质、技术和装备的研究与应用方面取得了长足进步。文章针对生物大分子蛋白、生物乙醇和丁醇、发酵调味品、1,3-丙二醇、呈味核苷酸二钠等典型生物发酵产品的分离纯化。重点介绍了我国近年     

血浆蛋白分离纯化的进展——亲和技术的重要作用

从血浆中分离纯化各种药用蛋白质仍然是生物技术的重要产业。分离纯化技术的进展使得一血多用成为可能 ,大大降低了产品成本。其中 ,亲和技术扮演了重要的角色。经过 2 0多年的进展 ,亲和层析已经从实验室走进产业化 ,以其高选择性、高活性回收率和高纯度等特点 ,成为纯化蛋白质等生物大分子最有效的技术之一。在血浆分离中 ,以乙醇沉淀或离子交换层析预处理后血浆组分为原料 ,用亲和层析可高效地获得目标血浆蛋白。综述了近年来各种亲和层析在血浆蛋白分离制备中的应用 ,并展望了血浆蛋白分离纯化发展的趋势。     

纤维素微球色谱介质制备、孔结构调控及聚合物改性

作为色谱技术的核心,高效色谱介质的研制与开发是提高生物大分子纯化效率的重要手段之一.纤维素微球是最早应用于生物分离的色谱介质之一.这主要是因为纤维素的基本结构为多糖化合物,表面含有大量羟基,易于修饰功能配基,且非特异性吸附弱,特别适合不稳定生物大分子的分离纯化.本文综述了纤维素微球色谱介质的研究新进展.首先简要介绍了纤...     

生物大分子从头合成和设计的研究进展

生物大分子指生物体内存在的DNA、蛋白质、多糖等物质,其对生物体正常生命活动至关重要.从头合成和设计技术在生物大分子的合成和结构设计上具有自由度高、前体简单等特点,能够按照特定研究目的对生物大分子进行全新设计和高效合成.近年来,从头合成与设计技术在人造基因组合成、新型蛋白质类药物设计、糖缀合物合成等领域已开始受到重视.基于生物大分子从头合成和设计技术,可以定向制备全新设计的DNA或全新的基因表达产物,以及具有识别功能的糖链或糖缀合物,将大大推进诸如细胞因子模拟物、基因治疗递送载体等生物活性物质的开发,为人工生物系统的构建、罕见疾病的治疗等提供新的解决方法.本文就DNA、蛋白质和多糖的从头合成和设计进行了综述,阐述了相关方法及应用,最后概括分析了三者之间的关系.     

制备型高效液相色谱法分离蛋白质的研究

生物工程的发展,特别是生化制品下游处理技术的兴起,对现代分离科学提出了更高的要求,研究和开发各类生化物质特别是活性生物大分子的分离纯化技术,已成为一项十分重要的研究课题。在现有的分离技术中,液相色谱,尤其是80年代在分析型高效液相色谱(HPLC)基础上兴起的制备型HPLC,在大规模分离纯化生物活性物质特别是蛋白质方面已显示出巨大的应用潜力,引起了各国研究者的高度重视^[1-5].本文利用自行设计的制备型HPLC分离装置,对牛血清白蛋白(BAS)和牛血清红蛋白(HG)的制备分离过程进行了实验研究,着重考虑了流动流速、柱超载方式、柱长等因素对BAS和HG分离度的影响。     

应用计算机预测核糖体16s rRNA三维折叠模型

1964年Levinthal等开创了电子计算机在生物大分子结构研究中的应用。此后二十年,由于计算机分子图形技术的不断进步,而成功地发展了一批计算机分子图形系统和相应的软件,并对一些生物大分子高级结构模型进行了预测,从而为生物大分子的结构与功能研究,生物技术的发展提供新的有效手段。本文将介绍这一研究领域的一个实例,用计算机预测核糖体16srRNA三维折叠模型,以此领略这一领域的概况。     

微针用于生物大分子及纳米药物透皮给药的尝试与挑战

生物大分子及纳米药物,比如,亚单位疫苗、DNA疫苗、以及针对真皮层的治疗药物,作为近年来新兴的治疗药物,在有些治疗领域有着透皮给药的需求。由于具有靶向性高,疗效显著等特点,生物大分子及纳米药物逐渐成为新的研究热点。微针作为一种新型的给药技术,不仅具有无痛、给药方便等优点,而且运用物理手段可大幅提高大分子甚至纳米药物的透皮吸收及皮层靶向,能够避过胃肠道消化作用以及肝脏首过效用。将微针技术与生物大分子药物相结合,能够同时发挥两者的优势,实现高靶向生物药物的无痛给药。本文简述微针透皮给药技术、以及生物大分子给药的研究进展,对微针技术用于生物大分子及纳米药物透皮给药的尝试研究做了介绍和总结,对存在的技术挑战进行了分析和展望。     

肝细胞培养方法研究进展

离体肝细胞的培养可以简化分析肝细胞功能,为肝脏的生理、病理以及药理的研究提供材料。特别是近年来的长期肝细胞培养技术使离体肝细胞较 成功地再现了肝脏的功能、形态以及对刺激的反应能力,为进一步的研究提供了条件。离体肝细胞的培养涉及到肝细胞的分离、纯化和培养液的成分等多方面。本文就国内外肝细胞分离、培养的各种方法的创立、发展、成熟及其应用作一综述。     

生物质原料预处理、组分分离到结构选择性拆分——生物质原料工程学的发展

在石化资源日益匮乏的严峻形势下,生物质将成为未来新一代生物及化工产业的最理想的替代原料.因此,如何使生物质资源成为生物基能源、生物基化学品和生物基材料的通用原料,成为目前世界各国共同关注的焦点和热点.从生物炼制及生物质科学与工程的发展可以看出,原料预处理是实现生物质高效转化的必要手段,而组分分离-定向转化是原料预处理的进一步提升,它可以实现纤维素、半纤维素和木质素的分别转化,但是仍然存在着原子利用率不高、能耗高、工艺路线复杂等问题.鉴于生物质是一个功能大分子体,要使其成为通用原料,应该根据原料结构特点和产物要求,发展结构化功能高值拆分的转化过程,即原料的选择性结构拆分思路.从原料预处理到组分分离,再到选择性结构拆分,实现了原料工程学的发展与逐步成熟,其最终目的是要真正建立以生物质为通用原料的新型工业技术体系和研究平台.     

生物大分子“液–液相分离”调控染色质三维空间结构和功能

生物大分子的相分离聚集(简称相分离)是驱动细胞内无膜细胞器形成的主要机制,参与众多生物学过程并和多种人类疾病密切相关,如神经退行性疾病等。近年来,研究人员围绕相分离现象的分子机制和生物学功能,发现了相分离与信号传导、染色质结构、基因表达、转录调控等一系列生物学过程存在紧密关联,为理解细胞命运决定和疾病发生提供了新的视角,为疾病治疗和新药研发开辟了新的可能途径。本文在回顾了相分离研究的发展过程、相分离现象在生物学中的应用,以及相分离与疾病的关系的基础上,重点分析了近年来相分离与染色质结构关联方面的研究突破,包括相分离如何感知并重塑染色质结构、超级增强子如何通过相分离调节基因表达、共转录激活因子如何通过相分离参与基因表达调控等,以期为进一步理解相分离与染色质空间结构的关系提供参考。     

量子点在生命科学中的应用

近年来 ,量子点 (半导体纳米微晶体 )的研究引起国内外研究者的广泛兴趣 ,其研究内容涉及物理、化学、材料等多学科 ,已成为一门新兴的交叉学科。虽然量子点在生物学中的应用才刚刚起步 ,但是已经取得了有意义的进展 ,成为人们极为注意的一个热点。现就量子点的光学特性、制备方法以及在生物学中的研究进展和应用前景作一简要综述     

量子点荧光光谱学与生命科学

近年来,量子点(半导体纳米微晶体)的研究引起国内外研究者的广泛兴趣,其研究内容涉及物理学、化学、材料等多学科,已成为一门新兴的交叉学科。虽然量子点在生物学中的应用才刚刚起步,但是已经取得了有意义的进展,成为人们极为关注的一个热点。现就量子点的光学特性、制备方法,以及在生物学中的研究进展和应用前景作一简要综述。     

噬菌体呈现肽库技术的应用

噬菌体呈现肽库是噬菌体显示技术的一个非常重要的分支。自问世以来,随着分子生物学技术的飞速发展,它已被广泛应用于免疫学、分子生物学、药理学、疫苗学等生命科学领域。简要概述了这一技术的应用。     

噬菌体表面展示技术

噬菌体展示技术(PhageDisplayTechniques,PDT)是一种用于筛选和改造功能性多肽的生物技术。自问世以来,它已被广泛应用于生命科学的许多领域。对噬菌体展示技术的基本原理、噬菌体表面展示系统研究以及噬菌体展示技术的应用、展望等进行了探讨,由此可以看出:噬菌体展示技术的进一步发展,必将为生命科学及相关学科的发展带来深远的影响。     

Evaluation of intensity and pulse width of different moderators for designing a new diffractometer for protein crystals with large unit cells in J-PARC/MLF

We plan to design a high-resolution biomacromolecule neutron time-of-flight diffractometer, which allows us to collect data from crystals with unit cells above 250 Å, in the materials and life science experimental facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex. This new diffractometer can be used for a detailed analysis of large proteins such as membrane proteins and supermolecular complex. A quantitative comparison of the intensity and pulse width of a decoupled moderator (DM) against a coupled moderator (CM) considering the pulse width time resolution indicated that the DM satisfies the criteria for our diffractometer rather than the CM. The results suggested that a characteristic feature of the DM, i.e., narrow pulse width with a short tail, is crucial for the separation of Bragg reflections from crystals with large unit cells. On the other hand, it should be noted that the weak signals from the DM are buried under the high-level background caused by the incoherent scattering of hydrogen atoms, especially, in the case of large unit cells. We propose a profile-fitting integration method combined with the energy loss functions and a background subtraction method achieved by employing the statistics-sensitive nonlinear iterative peak-clipping algorithm.     

蛋白质组学分离检测技术研究进展

蛋白质组学是后基因组时代的新兴学科,是当今生命科学领域新的增长点,而其中的分离检测技术则是蛋白质组学得以迅速发展的重要基石。对蛋白质组学中的分离检测技术-双向凝胶电泳、色谱和质谱等技术近几年的发展现状及最新研究进展进行综述,并对本实验室在蛋白质组学方面的研究结合生物信息学的探索进行概述。     

蛋白质组学研究相关技术及进展

蛋白质组学以蛋白质组为研究对象,应用相关研究技术,从整体水平上来认识蛋白的存在及活动方式。随着人类基因组计划的完成,蛋白质组学的研究也得到了快速发展,与蛋白质组学研究相关的一些技术也日益得到完善和提高。简要综述了近年来蛋白质组学研究中最为重要的样品制备、蛋白质分离、蛋白质鉴定等技术及研究进展。     

Rapid chiral separation methods development by cyclodextrin-mediated capillary electrophoresis for acidic and basic compounds

Chiral separation methods development using conventional techniques such as GC or HPLC requires a lot of experience, effort, and expense, due to the wide diversity of the optically active solutes and their possible chiral selectors. Capillary electrophoresis has received increased attention as an alternative technique for chiral separation due to its inherent high efficiencies and ease of methods development. However, due to the wide variety of chiral selectors available in CE, the benefits of this technique might be diminished without an appropriate methods development scheme. In this paper detailed examples are shown for fast, efficient, and predictable chiral capillary electrophoresis separation methods development based on a new and systematic theory. Optimized separations and their parameters are presented for several enantiomeric acids and bases. All the three possible cases, such as the use of low and high pH, as well as pH = pK buffer systems are thoroughly discussed. © 1995 Wiley-Liss, Inc.     

双水相体系逆流色谱技术在蛋白质分离中的应用

双水相体系逆流色谱技术结合了逆流色谱的高效率、高制备量以及双水相体系适于蛋白质分离的特点,因此在蛋白质的分离方面具有独特的应用价值。本文综述了近年来基于正交轴逆流色谱仪器的双水相体系逆流色谱技术在多种蛋白质分离中的应用。并对一些新兴的蛋白质逆流色谱分离技术及新型逆流色谱柱分离系统进行了介绍。