二乙氨乙基纤维素
二乙氨基乙基纤维素（DEAE-Cellulose） 是一种阴离子交换层析介质，通过化学修饰将二乙氨基乙基（DEAE）基团键合到纤维素骨架上，广泛用于生物大分子（如蛋白质、核酸）的分离纯化。以下是其核心特性与应用解析：
1. 结构与性质
化学组成：
骨架：微晶纤维素（天然多糖聚合物）。
功能基团：二乙氨基乙基（-O-CH2-CH2-N+(C2H5)2），提供弱碱性正电荷（pH 2-9可电离）。
物理形态：白色纤维状颗粒，粒径40-160 μm，孔径10-50 nm。
交换容量：约0.1-1.0 mmol/g（依活化程度不同）。
2. 工作原理
离子交换机制：
在缓冲液（pH >4）中，DEAE基团带正电荷，通过静电作用吸附带负电的生物分子（如酸性蛋白、DNA）。
通过改变盐浓度（NaCl梯度）或pH竞争洗脱目标分子。
吸附选择性：
结合能力与分子表面电荷密度、分子量及空间结构相关。
3. 典型应用场景
| 应用领域 | 目标分子 | 操作条件 |
|---|---|---|
| 蛋白质纯化 | 抗体、酶（如溶菌酶） | pH 7-8，洗脱盐浓度0.1-1.0 M NaCl |
| 核酸分离 | 质粒DNA、RNA | pH 5-6，避免RNase污染 |
| 病毒纯化 | 包膜病毒（如流感病毒） | 低盐吸附，梯度洗脱保持活性 |
| 去除杂质 | 内毒素、宿主细胞蛋白 | 结合杂质，目标分子流穿 |
4. 操作流程（以蛋白质纯化为例）
介质预处理：
用0.5 M NaOH清洗去除杂质，蒸馏水平衡至中性。
柱平衡：
低盐缓冲液（如20 mM Tris-HCl, pH 8.0）平衡层析柱。
上样吸附：
样品溶于低盐缓冲液，缓慢加载至柱床。
洗脱：
线性/阶梯增加NaCl浓度（如0-1 M），收集目标峰。
再生保存：
高盐（1 M NaCl）冲洗后，4℃保存于20%乙醇中。
5. 优缺点分析
| 优势 | 局限 |
|---|---|
| 成本低，适合实验室小规模纯化 | 分辨率低于高性能介质（如DEAE-Sepharose） |
| 生物相容性好，对蛋白活性影响小 | 流速较慢（因纤维素质地疏松） |
| 可重复使用（5-10次） | 高载量下易发生堵塞 |
6. 注意事项
pH敏感性：需确保缓冲液pH高于目标分子等电点（pI），以维持负电荷。
盐浓度控制：上样前需透析或稀释样品至低盐（<50 mM）。
避免变性：避免使用强变性剂（如尿素、SDS），以防功能基团降解。
7. 替代与升级产品
DEAE-Sepharose：琼脂糖基质，流速快、载量高，适合大规模生产。
Q-Cellulose：季铵基团强阴离子交换剂，结合能力更强（pH 2-12稳定）。
混合模式介质：结合离子交换与疏水作用（如Capto DEAE），提升分辨率。
总结：DEAE-Cellulose是经典阴离子交换介质，适用于实验室级别的生物分子初纯化。例如，在单克隆抗体纯化中，常作为捕获步骤去除宿主细胞DNA和酸性杂质；但其较低的分辨率与流速限制了大工业化生产中的应用，逐渐被高性能介质替代。
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