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亲和层析:生物分离领域的 “特异性识别” 革命与实践价值

来源:苏州赛谱仪器有限公司 更新时间:2025-12-12 14:45:23 阅读量:52
导读:亲和层析技术以生物分子间的“特异性识别”?为核心,突破了传统技术的固有局限,构建起高效、精准、温和的分离体系


在生物工程、生物医药等领域的发展进程中,目标生物分子的高效分离与高纯度提纯始终是核心技术瓶颈。传统分离技术依赖物理孔径筛选或电荷相互作用,往往面临分离步骤繁琐、产物纯度不足、目标分子活性易受破坏等问题,难以满足精准科研与规模化产业的需求。而亲和层析技术以生物分子间的特异性识别” 为核心,突破了传统技术的固有局限,构建起高效、精准、温和的分离体系,现已成为基因工程、抗体药物研发与生产等领域的基石性技术。




技术内核:

基于“分子识别”的三步分离机制



亲和层析的核心逻辑是模拟生物体内分子间的特异性相互作用,通过人工构建识别体系,实现目标分子的精准捕获与温和释放,整个过程可分为三个关键阶段:

1. 识别体系构建:配体 载体复合物的制备

层析柱内的多孔载体(如琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶等)作为识别平台,通过精密的化学偶联技术固定特定 配体”—— 即与目标分子存在专属结合能力的分子实体。针对不同分离需求,配体选择具有明确靶向性:提纯抗体时,可选用抗原、蛋白 或蛋白 作为配体;分离带 His 标签的重组蛋白时,镍离子、钴离子等金属离子配体最为常用。为解决配体与载体直接连接可能产生的空间位阻问题,通常在两者之间引入 间隔臂,确保配体能够充分暴露识别位点,提升与目标分子的结合效率。


2. 靶向捕获:特异性结合的精准筛选

当含有目标分子的复杂样品(如细胞裂解液、发酵液)流经层析柱时,体系内会发生高度特异性的分子匹配:目标分子通过氢键、疏水作用、范德华力等非共价键与固定化配体形成稳定复合物,牢牢吸附在载体表面;而样品中的杂蛋白、核酸、代谢产物等无关成分,因缺乏对应的识别结构,无法与配体发生有效结合,只能随流动相直接流出,实现目标分子与杂质的高效初步分离。


3. 温和释放:可控洗脱与产物回收

非共价键的可逆性是实现目标分子高效回收的关键,通过科学调控反应条件,可在不破坏目标分子结构与活性的前提下,打破配体与目标分子的结合作用。


常用洗脱策略分为三类:
一是竞争洗脱,向体系中加入与目标分子结构相似的小分子(如用咪唑竞争性结合镍离子配体,释放 His 标签蛋白),通过竞争结合位点实现目标分子释放;

二是环境调控洗脱,通过调整缓冲液的 pH 值(如利用 pH2.8 的酸性缓冲液破坏抗原 - 抗体的结合平衡)或离子强度,改变分子间相互作用强度,促使复合物解离;

三是变性洗脱,仅适用于目标分子稳定性较强的场景,通过尿素、盐酸胍等变性剂破坏分子间相互作用,后续需通过透析、复性等步骤恢复目标分子活性。经洗脱后,目标分子的纯度通常可达到 90% 以上,且活性保留率显著高于传统分离技术。




核心关键:

配体的类型与适配性选择



配体作为亲和层析的识别核心,其特异性、稳定性与结合能力直接决定分离效果,根据识别范围与特异性可分为两大类别:


1.生物专一性配体:

具有严格的一对一” 识别特性,例如特定抗原与对应单克隆抗体、酶与特异性底物 抑制剂、激素与受体等,这类配体的优势在于分离纯度极高,适用于抗体药物生产、高纯度蛋白制备等对产物质量要求严苛的场景;


2.族亲和配体:

具有一对多” 的广谱识别能力,能够识别一类具有共同结构特征的分子,例如镍离子配体可识别所有含组氨酸标签的重组蛋白,这类配体具有制备成本低、适用范围广、再生性强等优势,广泛应用于基础科研、大规模样品预处理等场景。




场景延伸:

跨领域的技术应用与价值落地



亲和层析技术以其独特的特异性识别” 机制,彻底改变了生物分子分离的传统模式,实现了分离效率、产物纯度与生物活性的协同优化。抗体药生产中提纯中和抗体,临床诊断捕捉心梗 预警分子,食品安全检测检出微量农药残留。随着配体设计技术、载体材料创新与工艺优化的持续推进,该技术在更多新兴领域的应用潜力将不断释放,为生物科技产业的高质量发展提供更加强劲的技术动力



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关于赛谱仪器

苏州赛谱仪器有限公司(以下简称 “赛谱仪器)成立于 2011 年,是由世界知名自动化控制及分析仪器专家共同创办,集研发、生产、全球销售与服务于一体的国家高新技术企业。赛谱仪器专注于开发精密纯化、合成及相关设备,产品广泛应用于蛋白、抗体、疫苗、核酸、诊断原料、多肽等大 / 小分子生物制品领域。

2022  4 月,赛谱仪器正式成为纳微科技(股票代码:688690.SH)的控股子公司。依托双方资源互补、应用技术共享及跨部门协同,赛谱仪器的自主创新能力得到进一步提升,未来将持续为客户提供更丰富、更完善、更稳定、更贴合实际应用的产品,以及更优质的服务。


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苏州纳微科技股份有限公司(688690.SH)是一家以“以创新,赢尊重,得未来”为核心经营理念的国家高新技术企业。公司专注于高精度、公司专注于高精度、高性能、高质量微球材料的研发与生产,是全球少数具备多品种、多规格微球产品供应能力的企业之一。

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