离子交换分离混合氨基酸实验方法的改进黄毅，袁小红(西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳621010)摘要:离子交换层析分离混合氨基酸是生物化学或生物制药工艺学实验课程中一个重要的制备性实验，为了更好地提高该实验对学生基本知识及综合能力的培养，作者改进了原有的实验教学设计，优化编写了新的实验教材，减少试剂消耗及实验耗时，氨基酸洗脱差异明显，洗脱原理更为多样，教学效果大幅度提高。关键词:阴离子交换树脂;穿透洗脱;质量作用定律;氨基酸分离:Q5;Q5－3文献标志码:Bdoi:10．3969/j．issn．1672－4550．2013．04．012ImprovementoftheSeparationMethodsofMixedAminoAcidsbyIonExchangeChromatographyHUANGYi，YUANXiaohong(SchoolofLifeScienceandEngineering，SouthwestTechnologyUniversity，Mianyang621010，China)Abstract:Theseparationofmixedaminoacidsbyionexchangechromatographyisaveryimportantpreparationexperimentinbiochem-istryorbiopharmaceuticaltechnology.Inordertoimprovethestudent'sbasicknowledgeandsyntheticability，oneoptimizedtheexperi-mentteachingsystem，redesignedtheexperimentalmaterials.Theresultdisplayedthatthereagentconsumptionandexperimentaltime-consumingreduced，aminoacidelutiondifferencesweresignificant，thestudentslearnedmoreprinciplesaboutthistechnology.Theteachingeffectshavebeenimprovedobviously.Keywords:anionexchangeresin;penetrateelution;lawofmassaction;aminoacidsseparation方案虽然有所衍化提高，但笔者在这几年的授课中发现实验过程中仍然存在诸多问题，比如实验结果不稳定、结果解释不清晰、学生疑问较多及课程设置存缺陷等问题。通过重新设计实验教学授课方案并修改指导手册，解决了以上问题，提高了教学效果，现与同行分享，希望批评指正。离子交换层析分离混合氨基酸是生物化学或生物制药工艺学实验课程中一个重要的制备实验。从20世纪80年代至今，国内高校相关专业基本沿用两套教学体系:第一套以柠檬酸－氢氧化钠－盐酸缓冲溶液(控制pH和钠离子浓度)进行样品上样，并以相同溶液进行后续氨基酸洗脱［1－2］;第二套体系采用柠檬酸缓冲溶液作为平衡液进行树脂平衡及上样，而后用氢氧化钠溶液作为洗脱液进行氨基酸样品洗脱［3］。两套体系均使用强阳离子交换树脂(如732树脂)。通常用来分离的氨基酸包括赖氨酸、天冬氨酸、组氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸等。第一套方案简单快捷，但单一缓冲液上样洗脱模式并未将离子交换技术的常规操作步骤融入到实验中，其原理及实验操作对该技术展现不完全，学生在学习过程中所获知识较少;第二套体系展示了离子交换技术的基本原理并展现了改变pH进行样品洗脱这一常规离子交换分离方案，是较好的教学实验体系，国内很多院校多采用此方案。经多年使用，该1现有实验方案问题该实验一般采用苯乙烯性磺酸钠型阳离子交换树脂(001×7，732型)作为分离介质，分离的目标混合氨基酸包括酸性氨基酸天冬氨酸(Asp，pI=2.97)，碱性氨基酸赖氨酸(Lys，pI=9.74)以及中性氨基酸丙氨酸(Ala，pI=6.02)等。为简便实验过程，常选择前两个氨基酸混合组成目标分离溶液。实验中使用0.5mol/L，pH=4.5～5.5的柠檬酸缓冲溶液作为平衡液平衡柱子，在样品上样后，继续以该平衡液冲洗柱子从而以穿透峰形式洗脱出第一个氨基酸Asp。实验原理是利用4.5～5.5的环境pH低于Lys的pI值，Lys解离成阳离子形式与树脂的平衡离子发生交换而结合于柱上，而Asp解离成阴离子，不被吸附从而穿透流出层析柱。通过茚三酮反应检查第一个氨基酸穿透洗脱后，立刻改用pH约为11～13左右的氢氧化钠溶液作为洗收稿日期:基金项目:作者简介:2012－10－21;修改日期:2012－11－04西南科技大学教学改革项目(10XN0063)资助。黄毅(1979－)，男，硕士，讲师，主要从事生化药物及制药工艺研究。·36·实验科学与技术2013年8月脱液冲洗柱子，此时柱中pH环境逐步升高并高于Lys的pI，其解离成阴离子状态从而无法与树脂结合而被洗脱下来。这样，通过以上两步操作就将混合氨基酸分离。虽然有部分作者修订了该方法的部分问题［4］...