1.2　生物分子的萃取分离

核酸、蛋白质、氨基酸等生物分子是生物体的重要物质基础，这些生命物质决定着生物体的一切生命活动，如新陈代谢、传递遗传信息、控制胚胎分化、促进生长发育、产生免疫等。在生命科学研究中，实际生物样品中的DNA、蛋白质等生物分子与基体组分混合共存，对这些生命物质进行分离纯化从而获得高纯样品是进行后续研究和分析检测的前提。生物分子的萃取分离主要是采用液相萃取和固相萃取两种方法，在此基础上，又发展了反胶团萃取、双水相萃取、微芯片分离提取等。

1.2.1　液相萃取

液相萃取是最常用的萃取分离方法。Morrison等[59]采用中性盐溶液提取细胞色素C，粗提取后的细胞色素C再通过交换树脂进行纯化。Holton等[60]报道了一种从蓝藻冻干细胞中提取细胞色素的方法，采用DEAE—纤维素柱进行分离并采用（NH4）2SO4蒸馏法进行纯化，从而可以获得细胞色素。这些报道的方法适用于纯度较低的细胞色素的提取，提取后的细胞色素粗品需进一步纯化，操作过程较多。由于采用盐提取使细胞色素样品中盐的浓度较高。Sassa等[61]报道了关于DNA样品的萃取及纯化方法，首先采用polyvinyl-polypyrrolidone（PVPP）树脂去除腐殖物质，然后用Chelex树脂去除重金属，前处理完成后，再用苯酚溶液萃取DNA。采用苯酚—氯仿—戊醇萃取分离体系也能提取全血中的DNA[62]。采用碱消退法，以乙醇作为沉淀剂，可以实现大量DNA样品的处理，并且在操作过程中不需进行离心分离[63]。

1.2.2　固相萃取

固相萃取是较为常用的萃取分离及纯化方法，即在适当条件下使生物大分子（DNA、蛋白质）通过氢键或静电等相互作用力吸附在固相萃取剂的表面，从而达到与样品基体组分及其他杂质分离的目的，然后采用适宜的洗脱剂将吸附在固相表面的生物样品洗脱下来。这个过程除了可以实现分离纯化，还可达到适度富集的目的。目前常用的固相吸附剂有硅胶、分子筛、树脂等。以硅胶作为吸附材料对不同生物样品中的DNA的萃取分离研究已相当广泛[64-66]。Delefosse等[67]采用King-Fisher技术，以顺磁性的硅石作为固相吸附材料，使硅石与DNA结合，从而实现对DNA的萃取分离，该方法不仅可以去除样品中的PCR扩增抑制物质，而且操作步骤简单。West等[68]采用具有Chaotropic Salt的硅石作为固相吸附剂，在流动系统中进行萃取分离操作，在高速运转的条件下仍然能保持DNA的吸附效率。Vignoli等[69]采用螯合树脂Chelex-100作为吸附材料，对血液样品中的HIV-1 DNA进行了分离萃取，与经典的蛋白酶K降解方法相比，该方法能够获得较高的DNA回收率，同时还能减少污染，更适用于PCR扩增。聚乙烯亚胺（Polyethylenimine,PEI）中的氨基可以与DNA链上带负电性的磷酸根通过静电作用缔合成复合物，用聚乙二醇（Polyethylene Glycol,PEG）修饰PEI形成PEG-PEI共聚物作为固相萃取剂，可以实现对质粒DNA的萃取，而且分离出的DNA中不含有RNA，只有少量的蛋白质[70]。

1.2.3　其他萃取分离技术

反胶团萃取是近年发展起来的分离和纯化生物物质的新方法。它是表面活性剂分子溶于非极性溶剂中自发形成的聚集体，其中表面活性剂的极性头朝内而非极性头朝外与有机溶液接触，胶团内可溶解少量水而形成微型水池，蛋白质、核酸、氨基酸等生物分子溶解在其中，由于胶团的屏蔽作用，这些生物物质不与有机溶液直接接触，起到保护生物物质活性的作用，从而实现生物物质的溶解和分离。应用反胶团可实现对大豆蛋白[71]、血红蛋白[72]、活性酶[73]、质粒DNA[74，75]的萃取。采用丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）/异辛烷反胶束体系可以萃取低温脱脂豆粕中的蛋白质[76]，而采用NaOH皂化P204/正辛烷微乳体系可萃取分离大豆蛋白[77]。

胡松青等[78]采用PEG/磷酸盐双水相系对牛血清白蛋白（BSA）进行了萃取研究，并考察了双水相系统成相浓度、外加盐NaCl等条件下BSA在两相间的分配情况。邓凡政等[79]以亲水性离子液体BmimBF4与KH2PO4形成的双水相体系对BSA进行了萃取研究，结果表明，BSA在富含离子液体相中的分配系数更高，这种离子液体22水相体系可实现对BSA的萃取分离。

金谷等[80]采用浊点萃取法（以Tween 80作为溶剂），以高分子试剂聚乙烯醇缩对甲酰基苯基偶氮变色酸（PV·FPNS）作为萃取剂，对牛血清蛋白（BSA）和牛血红蛋白（BHA）的萃取进行了研究，结果表明，两种蛋白质都能被定量萃取。Ono等[81]采用表面活性剂分子萃取分离蛋白质时，增强蛋白质与表面活性剂的相互作用可显著提高萃取能力。

芯片提取和电泳分离技术也被用于DNA的分离纯化[82-84]，采用硅石、玻璃、离子交换树脂及经过修饰的磁珠或高分子聚合物等作为DNA的固相载体，在微芯片中进行DNA的提取或电泳分离。采用Silicon-PDMS-Glass微芯片，以KI作为键合反应试剂可以实现DNA的萃取分离[85]。也可以采用磁性技术，将磁珠引入微芯片，通过磁珠将DNA萃取分离[86]。采用多孔氧化硅载体作为DNA的固相载体，对DNA进行微芯片提取，由于多孔氧化硅具有大的比表面积，因此，可以显著提高DNA的提取产率[87]。