?生物大分子主要是指蛋白質(zhì)、酶（也是一種蛋白質(zhì)）和核酸，這三類物質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。在自然科學(xué)，尤其是生命科學(xué)高度發(fā)展的今天，蛋白質(zhì)、酶和核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能的研究是探求生命奧秘的中心課題，而生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究，必須首先解決生物大分子的制備問題，沒有能夠達(dá)到足夠純度的生物大分子的制備工作為前題，結(jié)構(gòu)與功能的研究就無從談起。然而生物大分子的分離純化與制備是一件十分細(xì)致而困難的工作，有時制備一種高純度的蛋白質(zhì)、酶或核酸，要付出長期和艱苦的努力。

? 與化學(xué)產(chǎn)品的分離制備相比較，生物大分子的制備有以下主要特點：

? ⑴生物材料的組成極其復(fù)雜，常常包含有數(shù)百種乃至幾千種化合物。其中許多化合物至今還是個謎，有待人們研究與開發(fā)。有的生物大分子在分離過程中還在不斷的代謝，所以生物大分子的分離純化方法差別極大，想找到一種適合各種生物大分子分離制備的標(biāo)準(zhǔn)方法是不可能的。

? ⑵許多生物大分子在生物材料中的含量極微，只有萬分之一、幾十萬分之一，甚至幾百萬分之一。分離純化的步驟繁多，流程又長，有的目的產(chǎn)物要經(jīng)過十幾步、幾十步的操作才能達(dá)到所需純度的要求。例如由腦垂體組織取得某些激素的釋放因子，要用幾噸甚至幾十噸的生物材料，才能提取出幾毫克的樣品。

? ⑶許多生物大分子一旦離開了生物體內(nèi)的環(huán)境時就極易失活，因此分離過程中如何防止其失活，就是生物大分子提取制備最困難之處。過酸、過堿、高溫、劇烈的攪拌、強輻射及本身的自溶等都會使生物大分子變性而失活，所以分離純化時一定要選用最適宜的環(huán)境和條件。

? ⑷生物大分子的制備幾乎都是在溶液中進(jìn)行的，溫度、pH值、離子強度等各種參數(shù)對溶液中各種組成的綜合影響，很難準(zhǔn)確估計和判斷，因而實驗結(jié)果常有很大的經(jīng)驗成份，實驗的重復(fù)性較差，個人的實驗技術(shù)水平和經(jīng)驗對實驗結(jié)果會有較大的影響。

? 由于生物大分子的分離和制備是如此的復(fù)雜和困難，因而實驗方法和流程的設(shè)計就必須盡可能多查文獻(xiàn)，多參照前人所作的工作，吸取其經(jīng)驗和精華，探索中的失敗和反復(fù)是不可避免的，只有具有百折不撓的鉆研精神才能達(dá)到預(yù)期的目的。

? 生物大分子的制備通常可按以下步驟進(jìn)行：①確定要制備的生物大分子的目的和要求，是進(jìn)行科研、開發(fā)還是要發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)。②建立相應(yīng)的可靠的分析測定方法，這是制備生物大分子的關(guān)鍵，因為它是整個分離純化過程的“眼睛”。③通過文獻(xiàn)調(diào)研和預(yù)備性實驗，掌握生物大分子目的產(chǎn)物的物理化學(xué)性質(zhì)。④生物材料的破碎和預(yù)處理。⑤分離純化方案的選擇和探索，這是最困難的過程。⑥生物大分子制備物的均一性（即純度）的鑒定，要求達(dá)到一維電泳一條帶，二維電泳一個點，或HPLC和毛細(xì)管電泳都是一個峰。⑦產(chǎn)物的濃縮，干燥和保存。

? 分析測定的方法主要有兩類：即生物學(xué)和物理、化學(xué)的測定方法。生物學(xué)的測定法主要有酶的各種測活方法、蛋白質(zhì)含量的各種測定法、免疫化學(xué)方法、放射性同位素示蹤法等；物理、化學(xué)方法主要有比色法、氣相色譜和液相色譜法、光譜法（紫外／可見、紅外和熒光等分光光度法）、電泳法、以及核磁共振等。實際操作中盡可能多用儀器分析方法，以使分析測定更加快速、簡便。

? 生物大分子制備物的均一性（即純度）的鑒定，通常只采用一種方法是不夠的，必須同時采用2～3種不同的純度鑒定法才能確定。蛋白質(zhì)和酶制成品純度的鑒定最常用的方法是：SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳和等電聚焦電泳，如能再用高效液相色譜（HPLC）和毛細(xì)管電泳（CE）進(jìn)行聯(lián)合鑒定則更為理想，必要時再做N－末端氨基酸殘基的分析鑒定，過去曾用的溶解度法和高速離心沉降法，現(xiàn)已很少再用。核酸的純度鑒定通常采用瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳，但最方便的還是紫外吸收法，即測定樣品在pH 7.0時260nm與280nm的吸光度（A260和A280），從A260/A280的比值即可判斷核酸樣品的純度。

? 要了解的生物大分子的物理、化學(xué)性質(zhì)主要有：①在水和各種有機溶劑中的溶解性。②在不同溫度、pH值和各種緩沖液中生物大分子的穩(wěn)定性。③固態(tài)時對溫度、含水量和凍干時的穩(wěn)定性。④各種物理性質(zhì)：如分子的大小、穿膜的能力、帶電的情況、在電場中的行為、離心沉降的表現(xiàn)、在各種凝膠、樹脂等填料中的分配系數(shù)等。⑤其他化學(xué)性質(zhì)：如對各種蛋白酶、水解酶的穩(wěn)定性和對各種化學(xué)試劑的穩(wěn)定性。⑥對其他生物分子的特殊親和力等。

? 制備生物大分子的分離純化方法多種多樣，主要是利用它們之間特異性的差異，如分子的大小、形狀、酸堿性、溶解性、溶解度、極性、電荷和與其他分子的親和性等。各種方法的基本原理基本上可以歸納為兩個方面：一是利用混合物中幾個組分分配系數(shù)的差異，把它們分配到兩個或幾個相中，如鹽析、有機溶劑沉淀、層析和結(jié)晶等；二是將混合物置于某一物相（大多數(shù)是液相）中，通過物理力場的作用，使各組分分配于不同的區(qū)域，從而達(dá)到分離的目的，如電泳、離心、超濾等，目前純化蛋白質(zhì)等生物大分子的關(guān)鍵技術(shù)是電泳、層析和高速與超速離心。由于生物大分子不能加熱熔化和汽化，因而所能分配的物相只限于固相和液相，在此兩相之間交替進(jìn)行分離純化。在實際工作中往往要綜合運用多種方法，才能制備出高純度的生物大分子。

? 純化生物大分子總是希望純度和產(chǎn)率都要高。例如純化某種酶，理想的結(jié)果是比活力和總回收率都要高才好，但實際上兩者不能兼得，通常在科研上希望比活力盡可能的高，而犧牲一些回收率，在工業(yè)生產(chǎn)上則正相反。