蛋白质在生命科学中扮演着关键角色——从基础研究和生物技术应用到药物的开发和制造。慕尼黑工业大学（TUM）的科学家们开发了一种依赖于物理学而非传统化学的方法，以获取所需的蛋白质。他们使用短波、对人类不可见的紫外线，成功从细胞提取物或培养物中纯化蛋白质。这种技术比以前的方法更高效且更温和。
科学家们从事分子生物学或分子医学研究需要以纯净形式的蛋白质用于各种目的，以供研究或作为活性物质。这些蛋白质通常从天然来源分离，或借助基因工程细胞生产。
因此，亲和色谱法自50年前以来一直是首选的方法。在这种方法中，细胞提取物或培养基通过填充有多孔载体材料的色谱柱。目标蛋白质会与该载体材料结合，并通过溶剂洗涤从其他蛋白质和杂质中分离出来。最后，使用酸或其他辅助试剂从色谱柱中脱离已分离的蛋白质。然而，这个过程存在一个缺点：纯化的目标蛋白质在最后步骤中可能会受到损害。
因此，由TUM生物化学教授阿尔内·斯克拉（Arne Skerra）领导的一个团队开发了一种新方法：“我们使用物理机制替代化学试剂。我们的技术与传统方法完全不同，更温和也更高效，”阿尔内·斯克拉说道。
“偶氮标签”：分子附录作为锚点
新方法也使用填充有多孔载体材料的色谱柱。然而，区别在于，LED灯被放置在色谱柱周围，并且一个小的分子附录被附加到目标蛋白质上。
这个被称为偶氮标签（Azo-Tag）的简约配件是由彼得·梅尔霍费（Peter Mayrhofer）、马库斯·安内泽（Markus Anneser）和斯特凡·阿哈茨（Stefan Achatz）与阿尔内·斯克拉在生物化学教席上基于光敏化学基团“偶氮苯”共同开发的。偶氮标签在光照下能够改变形状，并作为目标蛋白质的分子锚点：在日光下或黑暗中，目标蛋白质通过这个锚点特异性地与色谱柱中的载体材料结合。任何其他污染物和杂质都可以被冲洗掉，而带有锚点的目标蛋白质则保留在色谱柱中。
然而，如果LED灯打开，并且色谱柱被355纳米波长的温和紫外线照射，则标签会改变形状。简单来说，它会被排斥出载体材料，从而使带有偶氮标签的目标蛋白质以纯净、浓缩和未受损的形式洗出色谱柱。以这种方式分离的蛋白质可以直接用于进一步的研究——无需额外的纯化步骤。
比传统色谱法更高效，并有进一步发展的潜力
生物化学教席现在定期使用这种方法，并且已经能够纯化针对乳腺癌的抗体。目前，实验室中使用的是小型设备。色谱柱直径不到一厘米，但团队预计也可以建造更大规模的设备。
阿尔内·斯克拉表示，还有进一步的计划，他与同事们为这种新方法申请了专利：“我们目前正在努力自动化这些过程，以使它们更加高效，特别是在制药或生物技术公司进行高通量药物开发时。”
