⑵基质的活化
基质的活化是指通过对基质进行一定的化学处理,使基质表面上的一些化学基团转变为易于和特定配体结合的活性基团。配体和基质的偶联,通常首先要进行基质的活化。
①多糖基质的活化
多糖基质尤其是琼脂糖是一种常用的基质。琼脂糖通常含有大量的羟基,通过一定的处理可以引入各种适宜的活性基团。琼脂糖的活化方法很多,下面介绍一些常用的活性基团及活化方法。
1)溴化氰活化
溴化氰活化法是最常用的活化方法之一,活化过程主要是生成亚胺碳酸活性基团,它可以和伯氨(NH2)反应,主要生成异脲衍生物。反应如下:

含有伯氨基的配体,如氨基酸、蛋白质都可以结合在基质上,对于蛋白质而言,最可能发生反应的基团是N-末端的a-氨基和赖氨酸残基上的w-氨基。
溴化氰活化的基质可以在温和的条件下与配体结合,结合的配体量大。利用溴化氰活化的基质通过进一步处理还可以得到很多其它的衍生物。这种方法的缺点是溴化氰活化法的基质和配体偶联后生成的异脲衍生物中氨基的pKa=10.4,所以通常会带一定的正电荷,从而使基质可能有阴离子离子交换作用,增大了非特异性吸附,影响亲和层析的分辨率。另外溴化氰活化的基质与配体结合不够稳定,尤其是当与小配体结合时,可能会出现配体脱落现象。另外溴化氰有剧毒、易挥发,所以操作不便。
通过实验条件的不断改进,这些缺点可以得到一定程度的控制。
2)环氧乙烷基活化
这类方法活化后的基质都含有环氧乙烷基。如在含有NaBH4的碱性条件下,1,4-丁二醇-双缩水甘油醚的一个环氧乙烷基可以与羟基反应,而将另一个环氧乙烷基结合在基质上。另外也可以用环氧氯丙烷活化,将环氧乙烷基结合在基质上。
由于活化后的基质都含有环氧乙基,可以结合含有伯氨基(NH2)、羟基(OH)和硫醇基(SH)等基团的配体,反应如下:
这种活化方法的优点是活化后不引入电荷基团,而且基质与配体形成的N-C、O-C 和S-C 键都很稳定,所以配体与基质结合紧密,亲和吸附剂使用寿命长,而且便于在亲和层析中使用较强烈的洗脱手段,另外这种处理方法没有溴化氰的毒性。它的缺点是用环氧乙基活化的基质在与配体偶联时需要碱性条件,pH 为9~13,温度为20~40 °C。这样的条件对于一些比较敏感的配体可能不适用。上面两种方法是比较常用的方法,另外还有很多种活化方法如:N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化、三嗪(triazine)活化、高碘酸盐(periodate)活化、羰酰二咪唑(carbonyldiimidazole)活化、2,4,6-三氟5-氯吡啶(FCP)活化、乙二酸酰肼(adipic acid dihydrazide)活化、二乙烯砜(divinylsulfone)活化等,总之,目前对基质的活化方法很多,各有其特点,应根据实际需要选择适当的活化方法。
②聚丙烯酰胺的活化
聚丙烯酰胺凝胶有大量的甲酰胺基,可以通过对甲酰胺基的修饰而对聚丙烯酰胺凝胶进行活化。一般有以下三种方式:氨乙基化作用、肼解作用和碱解作用。另外在偶联蛋白质配体时也通常用戊二醛活化聚丙烯酰胺凝胶。
③多孔玻璃珠的活化
对于多孔玻璃珠等无机凝胶的活化通常采用硅烷化试剂与玻璃反应生成烷基胺-玻璃,在多孔玻璃上引进氨基,再通过这些氨基进一步反应引入活性基团,与适当的配体偶联。


