Boivin和Messrobeanu于1935年,將活菌或經(jīng)冷凍干燥的大腸桿菌,在4℃條件下與0.25N的三氯醋酸共同振蕩或劇烈攪拌,將細(xì)菌細(xì)胞裂解,使LPS分子從破潰的細(xì)胞外膜上游離出來(lái)。離心后取上清液經(jīng)濃縮后,加2倍體積的冷凍乙醇,將生成的沉淀物溶解、濃縮后冷凍干燥,即得到LPS干粉。此法提取的LPS含有10%左右的菌體蛋白,這些蛋白質(zhì)可影響LPS的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性。
(二)酚-水法
wesphal和luederitz于1952年為分離含蛋白質(zhì)較低的LPS而建立的方法,以后被廣泛應(yīng)用于水溶性S-LPS的提取。具體過(guò)程為:在細(xì)菌的水溶液中,加入等量90%的酚將細(xì)胞裂解,使內(nèi)毒素分子從破潰的細(xì)胞外膜上游離出來(lái)。68℃,振蕩10~15min后,冷卻、離心,收集富含LPS的水相,并反復(fù)用水萃取3~5次,然后將水相濃縮、冷凍于燥,得到粗提的LPS,將粗制品溶解于水,高速離心(100000g,2~3h),得到顆粒狀LPS后再溶于水中冷凍干燥。此法提取的LPS純度較高,蛋白質(zhì)含量為1%~3%。
(三)酚-氯仿-石油醚法由Galanos設(shè)計(jì)的提取R-LPS的方法。預(yù)先經(jīng)乙醇、丙酮、乙-醚脫脂后的干燥菌,用90%苯酚﹑氯仿及石油醚按2∶5∶8所組成的混合提取液提取2~3次,取酚相,得到LPS和孔蛋白(porin)提取液,用減壓法去除溶媒,加水形成沉淀,并洗滌3~5次,然后再用80%苯酚復(fù)溶,減壓干燥,得到的LPS粗制品溶于水,超速離心取沉淀,即得到LPS純品。此法純化得到的LPS,不含核酸和多聚糖,蛋白質(zhì)含量可控制在1%以下。
(四)水-丁醇法由Morrison等于1975年設(shè)計(jì)。水-丁醇法較酚法簡(jiǎn)便,溫和,適用于提取大腸桿菌和沙門菌的LPS;所得制品含蛋白量約1%。但此方法仍存在一些不足,由于丁醇不能滅活制品中酶類,導(dǎo)致在制備過(guò)程和儲(chǔ)存時(shí),Lipid A常發(fā)生降解。
二、純化
(一)離子交換層析法
利用陽(yáng)離子樹(shù)脂非特異性的吸附帶負(fù)電荷LPS的性質(zhì),將LPS從流動(dòng)相中分離純化出來(lái)。
(二)親和層析法利用多粘菌素B特異性結(jié)合LPS的特性,將多粘菌素B包被于聚丙烯胺樹(shù)脂等高分子聚合物的表面,制成特異性結(jié)合LPS的層析柱,即可對(duì)LPS進(jìn)行親和層析法純化。
(三)金屬離子和小分子量多胺成分的去除通常情況下,未提純的LPS溶液中存在大量的小分子帶電物質(zhì),如Mg2+ 、Ca2+和少量的Fe2+ 、A13+、Zn2+、Na+等離子及乙醇胺、腐胺﹑精胺、亞精胺及尸胺等小分子量多胺。它們中和LPS分子上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán),使得本可以用帶電荷的吸附劑將LPS除去的效果明顯降低。電透析便是通過(guò)離子交換的方法進(jìn)行LPS純化的。其原理就是將很多的陰/陽(yáng)離子交換膜交錯(cuò)地串聯(lián)在一起,電解質(zhì)溶液則在膜間流動(dòng),兩側(cè)施加直流電之后溶液中陽(yáng)離子(如無(wú)機(jī)陽(yáng)離子、生物堿等)向陰極移動(dòng)而陰離子(如無(wú)機(jī)陰離子、有機(jī)酸等)向陽(yáng)極移動(dòng)。其中陰離子可順利通過(guò)陰離子膜,但再往前移動(dòng)時(shí)卻被鄰近的陽(yáng)離子膜擋住。同樣,陽(yáng)離子也可以順利地通過(guò)陽(yáng)離子膜而無(wú)法通過(guò)陰離子膜。中性化合物及高分子化合物則留在透析液中,最終得到純化的提取物(圖2-6)。
由于提取的LPS中含有較多帶正電荷的雜質(zhì),因此在LPS的電透析過(guò)程中可發(fā)現(xiàn)陰極的pH值升高,陽(yáng)極的pH值變化不明顯的現(xiàn)象。電透析過(guò)程中LPS溶液的pH值常有一定程度的下降,同時(shí)由于有穩(wěn)定LPS多聚體功能的Mg2+ 、Ca2+等離子成分被除去,LPS多聚體變?yōu)閱误w而發(fā)生沉淀。為避免此現(xiàn)象,需用NaOH或三乙胺將其中和到pH 7.0左右,使其形成中性的、高水溶性的LPS鈉鹽和LPS三乙胺鹽而重新溶解。電透析結(jié)束時(shí),LPS一般為酸性產(chǎn)物,此酸性LPS在水中的溶解度極低,可直接進(jìn)行凍干處理,-4~-20℃低溫保存,每次使用前可用不同的堿中和轉(zhuǎn)化成所需要的LPS鹽。
(四)核酸成分的去除根據(jù)LPS與核酸片段在分子量上的差異,可用超速離心法、電泳法等方法將其去除。