親和層析

親和層析 (Affinity chromatography)
國立臺灣師範大學化學系研究生 陳培杰

一般的管柱層析(Column chromatography)可分為氣相層析(Gas chromatography)和液相層析(Liquid chromatography)，如果要再細分，可分為氣液相層析、氣固相層析……等，還有幾種比較特別的層析方法，像是利用離子交換層析法或者利用是孔徑大小不同達到分離效果的層析，本篇要介紹的親和層析也是比較特殊類的層析。

親和層析主要應用於生物大分子的純化，利用生物大分子來跟配體之間形成可逆結合的能力，使其分離。其原理像是酵素與其受質、抗體與抗原的關係，舉例來說，利用瓊脂糖(agarose)或是有孔洞的玻璃來夾帶親和配體(affinity ligand)，然而這些親和配體對每種分子的鍵結強度會有所不同。至於動相則要有兩種特性：一、是要能讓想要的分子能與親和配體有好的鍵結；二、則是能夠減弱不想要的分子與親和配體的鍵結，通常都是改變酸鹼值來改變這兩種情形。

在親和配體的選擇上，有下列條件為佳：

1. 與產物的專一性、親和性越大越好
2. 與產物結合後在一定條件下能解離甚至不會損傷產物及配體
3. 能穩定的附著在基團上，使產物與配體解離時不受影響

在團基的選擇上，有下列條件為佳：

1. 具有化學惰性，不會因為酸鹼值、濃度、溫度而改變結構
2. 具有多孔洞且平均分配

圖一 親和層析示意圖（來源：參考資料3）

圖二 親核層析圖譜示意圖（來源：參考資料3）

由圖二得知當混和物進入管柱後，不要的分子會先被沖提出來，接著改變沖提液就能得到乾淨且想要的產物。但不同的沖提液會讓產物與親和配體的斷鍵方式不同，如圖三所示。

圖三 沖提液與產物與親和配體的斷鍵關係（來源：參考資料3）

而與一般管柱層析比較，親和層析中的沖提液流速不再是重點，產物與親和配體的斷鍵速率反而相對重要。

親和層析的應用相當廣泛，包括核酸的純化、從血液當中純化蛋白質等，較常利用在血清抗體的純化。如果血清當中已知含有抗特定的抗原，那麼它可利用該抗原來進行親和純化；如果某生物體被接種某蛋白，其生物體將產生抗體針對上述蛋白以及對蛋白有反應的抗體進行融合，融合的蛋白質就可以在和例如瓊脂糖的基團結合形成用來純化免疫血清的親和配體。

參考文獻

1. 李建武等合編；生物化學實驗原理和方法，藝軒圖書出版社(1999). P94~110.
2. Affinity chromatography: http://en.wikipedia.org/wiki/Affinity_chromatography
3. GE Healthcare Life Sciences: Affinity ChromatographyPrinciples and Methods: http://www.gelifesciences.com/file_source/GELS/Service%20and%20Support/Documents%20and%20Downloads/Handbooks/Affinity_chromatography_handbook.pdf