抗原的濃縮

濃縮是低濃度溶液通過除去溶劑（包括水）變為高濃度溶液的過程，在制備生物大分子及各種生化產品時，常在提取后和結晶前進行濃縮，有時也貫穿在整個制備過程中。沉淀（包括鹽析和有機溶劑沉淀），廣義上來說也是一種濃縮方法，經過沉淀再溶解，濃度可大大提高，但有時提取液很稀，體積又很大或結晶前除去少量溶劑，則常用其他方法濃縮。
　　1．蒸發法　液體在任何溫度下都在蒸發，蒸發是溶液表面的溶劑分子獲得動能脫離液面逸向空間的過程。當溶液受熱，液體中溶劑分子動能增加，蒸發過程加快。蒸發的快慢和溫度、蒸發面積、液體表面積、液面蒸汽分子密度，即蒸汽壓大小有關。各種液體在一定溫度下都具有一定飽和蒸氣壓，當液面上的溶劑蒸氣分子密度很小，經常處于不飽和的低壓狀態，液相與氣相的溶劑分子為了維持其分子密度的動態平衡狀態，溶液中的溶劑分子就必須不斷地氣化逸出空間，以維持其一定的飽和蒸氣壓力。因此，根據上述原理，蒸氣濃縮裝置常按照加熱、擴大液體表面積、低壓和加速空氣流動等因素而設計的。
　　2．冰凍法　冰凍法也是生物大分子及其他有機化合物濃縮的一種有效方法。生物大分子在冰凍時，水分結成凍，鹽類及生物大分子不進入冰內而留在液相中。操作時先將待濃縮的溶液冷卻使之變成固體，然后緩慢地融解，利用溶劑與溶質融解點的差別而達到除去大部分溶劑的目的。如蛋白質和酶的鹽溶液，用此法濃縮時，不含蛋白質和酶的純冰結晶浮于液面，蛋白質和酶則集中于下層溶液中，移去上層冰塊，可得蛋白質和酶的濃縮液。
　　吸收法 　是一種通過吸收劑直接吸收溶液中的溶劑分子使溶液濃縮的方法。使用的吸收劑必須與溶液不起化學反應，對生物大分子不起吸附作用，易與溶液分開，吸收劑除去溶劑后能重復使用。實驗室中zui常用的吸收劑有聚乙二醇、聚乙烯吡咯酮、蔗糖和凝膠等。使用凝膠時，首先選擇凝膠粒度大小恰好溶劑及低分子物質能滲入凝膠內，而生物大分子卻*排除于凝膠之外的，然后將洗凈和干燥的凝膠直接投入待濃縮的稀溶液中，凝膠親水性強，在水中溶脹時，溶劑及小分子被吸收到凝膠內，生物大分子留下剩余的溶液中，離心或過濾除去凝膠顆粒，即得已濃縮的生物大分子溶液。凝膠溶脹時吸收水分及小分子物質可同時起到濃縮及分離純化兩種作用，對生物大分子結構和生物活性都沒有影響。是近年來生物化學及分子生物學日益廣泛使用的濃縮和分離方法之一。
　　使用聚乙二醇等其他吸收劑時，需先將生物大分子溶液裝入半透膜的袋里，扎緊袋口，外加聚乙二醇復蓋，袋內溶劑滲出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被溶劑飽和后，可更換新的，直到濃縮至所需的濃度為止。用完一次以后的聚乙二醇經過加熱除去溶劑便可再次使用。
　　4．超濾法　超濾法是使用一種特制的薄膜對溶液中各種溶質分子進行選擇性過濾的方法。當溶液在一定壓力下（外源氮氣壓或真空泵壓）通過膜時，溶液和小分子透過，大分子受阻保留于原來溶液中，其原理如圖2—2所示。這一近年發展起來的新方法是適于生物大分子尤其是蛋白質和酶的濃縮或脫鹽，并具有成本低、操作方便、條件溫和、能較好地保持生物大分子生理活性、回收率高等優點。除去濃縮、脫鹽外，并可應用生物大分子的分離純化，是目前民展較快且為人們所采用的生化技術之一。
圖2-2　超濾法示意圖
　　通過超濾法，蛋白質和酶的稀溶液一般可濃縮到10%～15%濃度，回收率高達90%。超濾法應用關鍵在于膜選擇。不同類型的規格的膜、水的流速（在規定壓力下以ml/cm2/h或分表示）、分子量截止值（即大體上能被膜保留分子zui小分子量數值）等參數均不同，必須根據工作的需要來選用。此外，超濾裝置形式、溶質成分及性質、溶液濃度及粘度都對超濾的效果有一定影響。
　　制品濃縮到一定程度，即可貯存，如有必要可采用低溫干燥（冰干）的方法除去制品中溶劑，使之成干粉。
　　制品的貯存可分干態貯存和液狀貯存。但不論是何種方法貯存，都要避免長期暴露在空氣中，防止微生物的污染。溫度對生物活性物質的活性影響很大，在絕大多數情況下應采取低溫保存。
　　干態儲藏：干燥的制品一般比較穩定，如制品含水量很低，在低溫情況下，生物大分子活性可在數個月甚至數年沒有顯著變化。儲藏方法也很簡單，只將干燥后的樣品置于干燥器內（內裝有干燥劑）密封，保持0～4℃冰箱中即可。有時為了取樣方便和避免取樣時樣品吸水和污染，可先將樣品分裝成許多小瓶中，每次用時，只取一小瓶。
　　液態儲藏：液態儲藏的優點是使樣品減去干燥這一步驟，生物大分子的生理活性和結構破壞較少，缺點是需要較嚴格的防腐措施，儲藏時間不能太長。如樣品量大時封裝運輸不方便，實驗室常采取少量安瓿封存方法。液態儲藏注意事項如下：
　　樣品不能太稀，必須濃縮至一定濃度后才能封裝儲藏，樣品太稀時容易引起生物大分子變性作用。
　　一般需加入防腐劑和穩定劑，常用防腐劑有甲苯、苯甲酸、氯仿等。蛋白質和酶常用的穩定劑有蔗糖、甘油等，如酶也加入底物和輔酶以提高其穩定性，此外鈣、鋅、硼酸等鹽溶液對某些酶也具有一定保護作用。核酸大分子一般保存在氯化鈉或檸檬酸與氯化鈉的標準緩沖液中。