聚蔗糖（polysucrose）是一种合成的中性、高度分支的亲水性多糖，主要由蔗糖与环氧氯丙烷在碱性条件下缩聚而成。它的化学结构特点是由多个蔗糖单元通过醚键连接，并且在分子链上带有许多羟基。

蛋白质纯化是指利用不同蛋白间内在的相似性与差异，利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染，而利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来的生物化学技术。

图：蛋白质纯化

（一）密度梯度离心

1. 形成密度梯度介质

聚蔗糖可以在水溶液中形成连续的密度梯度。通过准确控制聚蔗糖溶液的浓度和制备方法，能够得到不同密度范围的梯度介质。在蛋白质纯化中，利用不同蛋白质的密度差异，将蛋白质样品加入到聚蔗糖密度梯度溶液中进行离心。蛋白质会在离心力的作用下，在密度梯度中移动到与其自身密度相等的位置，从而实现不同蛋白质的分离。

2. 保护蛋白质活性

与一些传统的密度梯度介质相比，聚蔗糖具有良好的生物相容性。在蛋白质的分离过程中，聚蔗糖能够为蛋白质提供一个相对温和的环境，减少因离心力、化学环境等因素对蛋白质结构和活性的破坏。这使得在纯化过程中，能够最大程度地保持蛋白质的天然构象和生物活性，对于后续研究蛋白质的功能和应用具有重要意义。  

（二）亲和层析

1. 作为亲和配体的载体

聚蔗糖分子具有多个可修饰的位点，可以通过化学方法将各种亲和配体连接到聚蔗糖分子上，形成具有特异性识别能力的亲和层析介质。这些亲和配体可以是抗体、抗原、辅酶、激素等生物分子。当含有目标蛋白质的混合样品通过装有聚蔗糖-亲和配体介质的层析柱时，目标蛋白质会与亲和配体发生特异性结合，而其他杂质则会随洗脱液流出。然后，通过改变洗脱条件，如改变洗脱液的 pH 值、离子强度或加入竞争性配体等，可以将目标蛋白质从亲和配体上洗脱下来，从而实现蛋白质的纯化。

2. 增加亲和层析的稳定性和选择性

聚蔗糖作为亲和配体的载体，具有一定的空间位阻效应，能够减少非特异性吸附。同时，聚蔗糖的亲水性和良好的物理化学稳定性，使得亲和层析介质在不同的缓冲液条件下都能保持稳定的性能。这有助于提高亲和层析的选择性和重复性，减少杂质的污染，提高目标蛋白质的纯度。

（三）其他作用

1. 调节溶液黏度和离子强度

在蛋白质纯化过程中，聚蔗糖的加入可以调节溶液的黏度和离子强度。适当的黏度可以减少蛋白质在溶液中的扩散，有利于蛋白质在分离过程中的聚焦和沉淀。同时，通过控制聚蔗糖溶液的离子强度，可以影响蛋白质与其他杂质之间的相互作用，以及蛋白质与分离介质之间的吸附和解吸行为，从而优化蛋白质的纯化效果。

2. 促进蛋白质的结晶

在蛋白质结晶研究中，聚蔗糖可以作为添加剂促进蛋白质的结晶。聚蔗糖能够改变蛋白质溶液的物理化学性质，如降低溶液的表面张力、调节溶液的过饱和度等，从而促进蛋白质分子的有序排列和结晶形成。此外，聚蔗糖还可以与蛋白质分子形成弱相互作用，有助于稳定蛋白质的晶体结构，提高结晶的成功率和质量。