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在生物分析中为了获得精确、无相互作用干扰的分析结果,对目标样本的进行纯化是很关键的一步。在过去的几十年中,为了实现这一关键步奏,大量研究者为了开发出创新的操作简单、稳定和廉价的纯化技术已经进行了许多努力。作为一种无载体电泳技术,自由流电泳(FFE)已被应用于多种生物样品的分离纯化,如蛋白质、细胞以及细胞器等。FFE的无载体基质的特征使它在分离纯化生物样品上具有非常独特的优势:(1)样品回收率高;(2)保持样品生物活性;(3)连续分离;(4)低成本。根据分离腔的尺寸,可以将FFE设备分为两种类型,即大型制备型自由流电泳(LS-FFE)和微型自由流电泳(μ-FFE)。LS-FFE由于其高通量和连续分离特性,在大量样品制备方面具有很大潜力,而μ-FFE由于其样本需求量小、省时等优点,通常被用于少量样品的分析检测。长期以来LS-FFE都被作为一种功能强大的分离纯化工具,但是LS-FFE仍旧没有被广泛用于生物样品的纯化制备。出现这种情况可能是由以下三个问题:(1)LS-FFE装置的使用操作很麻烦;(2)LS-FFE装置散热不理想,实验重复性差;(3)对于特定的生物样本,制定有针对性的分离方法和实验条件很困难。本实验课题中的试验共分为三个部分,第一部分是为分离腔重新设计了新的平行排列的电导膜,取代旧的设计中环形电导膜设计方案。这一全新的设计改变是本文的一大亮点,为我们的自由流电泳装置在散热及温度控制方面带来了巨大的性能提升,提升了设备可运行最高电压的上限,并且同时实现良好的温度控制。。第二部分是针对使用自由流电泳来进行细胞色素C制备而进行的有针对性的实验条件优化。我们在改进的装置上通过模拟三种模式蛋白在不同缓冲液条件下的荷质比信息优化了FFE载液的pH及缓冲系统。这里首次采用CLC Protein Workbench 5.0(CLC bio)软件来实现模拟模式蛋白在不同缓冲液pH条件下的荷质比来指导FFE分离。这一软件的应用是本文的另一大亮点。第三部分是从是从天然组织中提取细胞色素C的实际应用。基于以上两部分,从猪心组织中提取出的粗品细胞色素C经FFE纯化制备获得了高质量的细胞色素C。通过这些努力我们:(1)开发了一套更加完善的装置,甚至可以进行商业化销售;(2)拓展了ffe的应用领域,为同类相关研究提供一些有益的参考;(3)提供了一种新的蛋白制备策略。