蛋白质纯化是生物化学、分子生物学以及生物工程等领域中的重要技术，广泛应用于药物研发、疫苗生产、蛋白质功能研究等多个领域。蛋白质纯化系统通过一系列物理和化学的方法，将目标蛋白质从复杂的生物样本中分离和提纯，以便进行后续的结构分析、功能研究和商业化生产。
蛋白质纯化系统的常见技术：
1.亲和层析
亲和层析是通过蛋白质与某一配体（如抗体、金属离子等）之间的特异性相互作用进行分离。该方法具有高选择性和高效率，广泛应用于重组蛋白质的纯化。例如，带有His标签的蛋白质可以通过镍离子亲和层析进行纯化，通常使用镍亲和柱来捕获含有His标签的蛋白。
2.离子交换层析
离子交换层析利用蛋白质的电荷差异进行分离。常用的离子交换材料包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，选择不同的树脂可以实现不同类型蛋白质的分离。该技术适用于分离带有不同电荷的蛋白质。
3.凝胶过滤层析
凝胶过滤层析（又称分子筛层析）是通过蛋白质的分子大小差异来分离蛋白质。小分子蛋白质能够进入凝胶颗粒的孔隙并被延迟洗脱，而大分子蛋白质由于无法进入孔隙，则较早洗脱。该方法常用于蛋白质的去盐、分子量测定以及大规模分离。
4.反相高效液相色谱（RP-HPLC）
反相高效液相色谱是一种基于蛋白质疏水性的分离方法。其利用带有疏水基团的固定相与溶剂中疏水性蛋白质之间的相互作用进行分离。该方法适用于高纯度蛋白质的纯化，特别是在小规模和高分辨率的情况下。
5.超滤与透析
超滤和透析用于蛋白质溶液中的盐分和小分子物质的去除，通常在蛋白质纯化的最后阶段进行。超滤通过半透膜根据分子大小进行分离，而透析则利用膜的选择性透过性进行分子交换，常用于去除小分子杂质。
蛋白质纯化系统的设计：
1.手动操作系统
手动操作系统通常适用于小规模的蛋白质纯化。其基本组成包括样品处理单元（如细胞裂解装置）、分离单元（如色谱柱、离心机）、收集单元（如分配管、试管）等。手动操作系统的优点是灵活性强，适用于各种不同的实验需求，但操作复杂且纯化过程容易受到人为因素的影响。
2.自动化纯化系统
随着技术的发展，逐渐被广泛应用。这类系统通常集成了液体处理、样品分配、色谱分离、数据采集与分析等功能，能够实现高效、无误操作的自动化纯化。自动化系统可以提高纯化的reproducibility和效率，尤其在大规模生产中具有显著的优势。
3.高通量纯化系统
高通量纯化系统通常用于大规模筛选和生产应用。它们能够同时处理多个样品，采用微型色谱柱、高效的液体处理装置等，显著提高了纯化速度和效率，特别适合于蛋白质库筛选、蛋白质工程和药物发现等领域。
