蛋白纯化：从原理到实践，Ni 亲和层析的高效解决方案

一、蛋白纯化的核心意义与流程

在生命科学研究（如蛋白功能解析、结构测定）和生物制药（如抗体、酶制剂研发）中，高纯度蛋白样品是实验成功的基础。蛋白纯化的本质，是利用蛋白质间理化性质（如分子量、电荷、特异性结合能力）的差异，从复杂生物样本（细胞裂解液、发酵液等）中逐步分离目标蛋白的过程，核心追求 “纯度、活性、回收率” 三者平衡。

其标准流程可分为四步，每一步都有明确目标：

1，样品制备：通过超声破碎、高压匀浆等方式裂解细胞，释放目标蛋白；加入蛋白酶抑制剂（如 PMSF）防止蛋白降解，再经离心 / 过滤去除细胞碎片，得到粗提液。

2，粗分离：用盐析、超滤等低成本方法初步富集目标蛋白，去除大量高丰度杂蛋白（如血清白蛋白），降低后续纯化压力。

3，精细纯化：依赖层析技术（蛋白纯化的核心工具），实现目标蛋白与残余杂蛋白的高效分离，纯度通常可提升至 95% 以上。

4，纯度鉴定与保存：通过 SDS-PAGE（观察单一蛋白条带）、HPLC 等验证纯度；超滤浓缩后，加入甘油等稳定剂，-80℃长期保存，避免反复冻融。

二、层析技术：蛋白精细纯化的核心工具

层析技术是蛋白精细纯化的 “主力军”，其核心原理是利用 “固定相”（如层析填料）与 “流动相”（样品溶液）的相互作用差异，实现目标蛋白分离。其中，亲和层析因 “特异性高、一步纯化” 的优势，成为 His 标签蛋白（重组蛋白中最常用标签）纯化的技术。

亲和层析中的 IMAC 技术：His 标签蛋白的 “专属分离器”

IMAC（金属螯合亲和层析）是亲和层析的重要分支，其原理围绕 “特异性配位结合” 展开：

层析填料（如镍柱）的基质上修饰有螯合配体，可稳定结合镍离子（Ni²⁺）；

目标蛋白上的组氨酸标签（His-tag，通常是 6-10 个连续组氨酸），其咪唑基团能与镍离子形成稳定配位键，从而被 “捕获” 在填料上；

杂蛋白因缺乏 His-tag，会随流动相直接流出；后续通过提高洗脱缓冲液中咪唑浓度（咪唑与 His-tag 竞争结合镍离子），可将目标蛋白从填料上解离，实现分离。

这种技术的优势很明显：一步即可实现目标蛋白的高效富集，纯度常能从粗提液的 10%-20% 提升至 90% 以上，且操作简单，无需复杂优化。

三、Ni Sepharose 6FF：His 标签蛋白纯化的高效选择

Cytiva 品牌的Ni Sepharose 6FF（货号 17531802，规格 100 ML） 是 IMAC 技术中的经典填料，专为 His 标签蛋白纯化设计，兼具 “高载量、高流速、可放大性” 三大核心优势，适配从实验室小规模研究到工业级生产的全场景需求。

1. 产品核心特性：解决纯化中的关键痛点

高结合载量：每毫升填料可结合约 40 mg His 标签蛋白，远超普通镍柱（约 20-30 mg/mL），能高效处理高浓度样品，减少填料用量；

优异的流动性能：填料由 6% 交联琼脂糖制成，粒径均匀（45-165 μm，平均 90 μm），即使在高流速（250-400 cm/h）下也能保持稳定结合效率，大幅缩短纯化时间（例如 100 mL 样品仅需 1-2 小时完成上样与洗脱）；

强化学稳定性：耐受常用缓冲液（如 0.1 M HCl、0.1 M NaOH、8 M 尿素），可直接用 NaOH 进行在位清洗（CIP），避免杂蛋白残留；储存条件宽松（4-30℃，20% 乙醇），无需低温冷藏，便于实验室管理；

灵活的使用形式：提供散装填料（可按需填充到 PD 重力流柱、XK 柱等空柱中）和预填充柱（如 HisTrap FF、HisGraviTrap），手动操作或适配层析系统均可，新手也能快速上手。

2. 实际应用案例：从实验室到生产的验证

Ni Sepharose 6FF 的实用性已在大量研究与生产中得到验证：

实验室规模：纯化大肠杆菌表达的人 β2 - 微球蛋白（His-tag），经一步 IMAC 层析后，蛋白纯度可达 95% 以上，回收率超 80%；

工业级生产：用于病毒衣壳蛋白、重组胶原蛋白（如谷氨酸棒状杆菌表达的 III 型胶原蛋白）的规模化纯化，因能稳定承受高流速与大样品量，可实现 “从实验室工艺到生产线” 的无缝放大，且镍离子泄漏量低，满足生物制药的法规要求。

四、总结

蛋白纯化是连接基因工程与下游应用的关键环节，而 IMAC 技术凭借 “特异性高、操作简便” 的优势，成为 His 标签蛋白纯化的方案。Ni Sepharose 6FF（货号 17531802）作为该领域的经典填料，以高载量、高流速、可放大性的特性，既能满足科研人员快速获得高纯度蛋白的需求，也能支撑企业实现工业化生产，是蛋白纯化领域的 “多场景适配工具”。

若需进一步了解该产品的具体操作方案（如缓冲液配方、上样流速设置），可访问产品链接： ，获取完整技术手册与应用案例。

来优博士学术中心，解决方案+热门文章+文献直通+实用工具一站集齐

12大精选热门主题干货合集一键直达，更有精美好礼等你来拿！

活动链接：

还在为实验技术繁杂、方案设计头大？

文献看不懂，数据理不清，科研进度总卡壳？

别慌！你的专属“科研外挂”已上线——优博士学术中心正式启动，致力于为你提供一站式、系统化、高浓度的知识补给！

我们为你准备了什么？

⭐解决方案：15+常用实验技术&10+热门应用方案，内含实验步骤+视频讲解+推荐产品+tips

⭐热门文章：优宁维技术专家团队专业解析热点，内容持续更新

⭐文献直通：100万+文献库免费查阅

⭐实用工具：助力高效科研

实验操作、方案设计少走弯路，资源整合轻松get，科研人员 课题组高效赋能

针对生命科学、医学研究等热门领域，学术中心精心整合12大专题

✅ 实验技术：WB成功指南、蛋白纯化、细胞培养、流式实验操作、PCR成功指南、TR-FRET技术应用指南……

✅ 应用方案：巨噬细胞工具包、T cell solution、基因调控、细胞死亡与细胞功能、3D 类器官、外泌体……

学知识还能兑好礼？是的，我们的福利不止于干货！

2026年1月15日-1月30日，访问学术中心专题页，参与打卡、搜索科研关键词、浏览，可积累课堂币，兑换惊喜好礼。

让每一次的学习，都变成实实在在的收获！

小红书征集令已发起

活动期间，分享学术中心截图，配文“实验干货就看优博士学术中心”

关注并@优宁维不会逃科研人，添加话题标签#科研学习，即有机会领取科研好礼！

干货已就位，好礼等你来拿

立即点击进入学术中心，干货、福利一网打尽！