1. 疏水層析的原理：
疏水作用層析（Hydrophobic Interaction Chromatography，HIC）是根據(jù)分子表面疏水性差別來分離蛋白質(zhì)和多肽等生物大分子的一種較為常用的方法。由于蛋白質(zhì)是一類有序三維結(jié)構(gòu)的活性大分子，但其空間排列很容易受到外界環(huán)境的影響，極易從有序的結(jié)構(gòu)變成無序結(jié)構(gòu)。當(dāng)立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，常常失去原有的活性，即蛋白質(zhì)的失活。使用適度疏水性的分離介質(zhì)，在含鹽的水溶液體系中，借助于分離介質(zhì)與蛋白質(zhì)分子之間的疏水作用達(dá)到吸附活性蛋白分子的目的，這種層析技術(shù)稱為疏水作用層析。
蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)中有很多非極性氨基酸，這些氨基酸在三級結(jié)構(gòu)上由于疏水相互作用會(huì)被盡量包在分子內(nèi)部，但是仍不可避免地有一些非極性側(cè)鏈暴露在表面，這些非極性的表面是它和疏水層析介質(zhì)作用的結(jié)合部位。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子的疏水性不同，它們和疏水層析介質(zhì)的作用力強(qiáng)弱也不同，所以非極性表面的大小和含量決定了蛋白質(zhì)分子的疏水性強(qiáng)弱。疏水層析就是利用各種蛋白質(zhì)分子和疏水功能基團(tuán)之間作用力的差異對蛋白質(zhì)進(jìn)行分離、純化的一種技術(shù)。
蛋白質(zhì)可以看成是一種有親水性外殼包裹著疏水性核心的四級結(jié)構(gòu)的復(fù)雜體系。蛋白質(zhì)表面存在一些非極性的疏水基團(tuán)，這些基團(tuán)多為非極性的氨基酸殘基。由于各種基團(tuán)疏水性的差別、疏水基團(tuán)暴露數(shù)量的不同、疏水區(qū)與親水區(qū)在數(shù)量、大小和分布的不同等因素，使各種蛋白質(zhì)之間存在較大的差異，同時(shí)，對于同一種蛋白質(zhì)在不同的溶液中，使疏水基團(tuán)暴露的程度也呈現(xiàn)出一定的差異。由于這種差異，致使各種蛋白質(zhì)分子與同一種分離介質(zhì)疏水基團(tuán)的相互作用不同，吸附能力不同，可以達(dá)到分離的目的。
如果在水溶液中加入中性鹽，使溶液處于高鹽濃度時(shí)，可以破壞蛋白質(zhì)分子表面水分子的有序排列，使大分子與分離介質(zhì)的功能基團(tuán)之間產(chǎn)生疏水作用。同時(shí)，由于高鹽的存在，使蛋白質(zhì)分子的疏水基團(tuán)暴露增多，增加了大分子的疏水性，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)分子與分離介質(zhì)功能基團(tuán)之間的疏水作用，相互結(jié)合力增強(qiáng)。在疏水作用的驅(qū)動(dòng)下，蛋白質(zhì)分子從溶液中被吸附到分離介質(zhì)上，改變了蛋白質(zhì)分子在水相與分離介質(zhì)相中的分配系數(shù)，達(dá)到了吸附的目的。
在目標(biāo)產(chǎn)物被分離介質(zhì)吸附后，使用低鹽含量的溶液通過層析柱，降低了蛋白大分子與分離介質(zhì)之間的疏水作用，使目標(biāo)產(chǎn)品脫離分離介質(zhì)，擴(kuò)散到溶液中，達(dá)到洗脫的目的。各種大分子的疏水性強(qiáng)度不同，與分離介質(zhì)之間的疏水作用不同，各有用物質(zhì)根據(jù)疏水性的強(qiáng)弱將依次被洗脫，出現(xiàn)不同的洗脫峰，達(dá)到多種物質(zhì)分離的目的。
2. 疏水層析的優(yōu)點(diǎn)：
與蛋白質(zhì)作用條件溫和。疏水作用層析只需改變?nèi)芤褐械柠}含量，就可以進(jìn)行吸附或洗脫。操作條件溫和，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)無明顯變化，蛋白質(zhì)分子活性回收率高。尤其適用于對環(huán)境比較敏感，分子量較大的蛋白質(zhì)的分離。
選擇性強(qiáng)。在特定鹽濃度下，疏水作用層析介質(zhì)對蛋白質(zhì)的吸附選擇性較強(qiáng)，對于疏水性不同的蛋白，只要改變洗脫鹽的濃度，就可以對蛋白實(shí)現(xiàn)較好的分離。
具有優(yōu)良的物理、化學(xué)穩(wěn)定性。分離介質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以有較長的使用壽命，并可長期反復(fù)使用。
無環(huán)境污染。疏水作用層析在操作過程中，只使用鹽的水溶液作流動(dòng)相，除介質(zhì)的再生外很少使用有機(jī)溶劑，因此，不會(huì)對環(huán)境造成危害，易于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
易于和其他層析技術(shù)聯(lián)合使用。疏水作用層析介質(zhì)易于和其他層析技術(shù)聯(lián)合使用，可減少操作步驟，節(jié)約生產(chǎn)成本。適用于含鹽量較高，或離子強(qiáng)度較大的溶液中進(jìn)行蛋白質(zhì)的吸附分離。
