1. DNA的纯化与分离
DNA纯化是指将DNA从细胞中提取出来并消除杂质的过程。
纯化DNA的第一步是 破碎细胞 。最简单的方法是在样本中加入像十二烷基硫酸钠（SDS）之类的去垢剂。破碎后通过两种方法能获得纯净的DNA。
第一种方法涉及降解和去除DNA之外的所有细胞成分，通过添加化学试剂，配合离心，便可获取。
第二种方法是选择性地将DNA从细胞抽提物中移除，主要通过 离子交换层析 （ion-exchange chromatography）技术实现。该方法的基本思想是不同物质（带负电）吸附在正电荷树脂上的强度不同，而添加不同浓度的盐溶液可打破物质与树脂间的结合，通过层析便能分离DNA、RNA与蛋白质。
分离得细胞总DNA后，往往根据需要打碎DNA大分子，形成长短不一的百余或数百碱基的小片段。要想进一步利用这些小片段，如测序、克隆、挑选目的片段等，通常是利用 凝胶电泳 的方法。
凝胶电泳是分离不同长度DNA分子的标准方法。电泳常用的凝胶有两种： 琼脂糖（agarose）凝胶和聚丙烯酰胺（polyacrylamide）凝胶 。
如果要对各小片段做克隆，利用质粒载体并需转化（transformation）回寄主，当要 回收重组子 时，必需去除杂质。此时，影响回收的主要干扰是寄主染色体DNA。为了得到重组子DNA，一种常用的方法利用了这样一个事实。即虽然质粒和染色体都是由超螺旋DNA构成，但在裂解细菌细胞时不可避免地引起一定量的细菌染色体被打断，从而引起超螺旋的丧失。因此细胞抽提物就包含了超螺旋的质粒DNA和非超螺旋的染色体DNA，然后通过一种利用不同构象区别DNA分子的方法就可以纯化出质粒。一种方法是向细胞抽提物中加入氢氧化钠直到抽提物的pH达到12.0-12.5，这会引起非超螺旋DNA上的碱基对断裂。所产生的单链DNA缠绕在一起形成不溶的网状物，通过离心可以去掉，使超螺旋质粒留在上清中。
有时需要 逐条分离染色体 ，可以利用 流式细胞计数仪 （flow cytometry）实现这一目的。对获取的全DNA染色，由于结合于染色体的染料量依赖于染色体长度，所以较大的染色体结合的染料更多，其产生的荧光比短的染色体强。稀释染色体样品后，将其通过小孔以形成液滴流，其中的每个液滴只含单条染色体。当液滴通过可检测荧光量的检测仪时，就可以确定哪一滴含有所需的某一条染色体。将含有所需染色体的液滴带上电荷，使它们在电场中偏转并与其他的液滴分开。如果两个不同不同染色体长度相近时，此时若使用的染料不是非特异性结合DNA的，而是对AT或者GC丰富区有高亲和力的染料，如Hoechst33258和染色素A3，就可以将二者分开。这是因为两条大小相同的染色体很少具有相同的GC含量。
T. A. 布朗. 基因组3[M]. 第一版. 北京: 科学出版社, 2009.
2. 离子交换层析蛋白纯化
离子交换层析是一种基于不同蛋白质与离子交换树脂上电荷基团可逆结合力的差异进行分离的技术。离子交换树脂是带有电荷基团的高分子聚合物凝胶颗粒，通过这一技术，依据流动相中蛋白质的电荷性质，实现对目标蛋白的分离与纯化。
离子交换树脂主要分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂带负电，能与阳离子物质结合，通常分为强酸型、中等酸型和弱酸型；阴离子交换树脂带正电，能与阴离子物质结合，分为强碱型、中等碱型和弱碱型。这些树脂的离子交换特性取决于电荷基团的解离度，强酸型树脂对H＊的结合力比Na＋小，弱酸型树脂对H＇的结合力比Na＊大；强碱型树脂对OH 的结合力比CI小，而弱酸型树脂对OH 的结合力比CT大。
离子交换树脂的交换容量反映了其与溶液中蛋白质进行交换的能力，它不仅与树脂本身有关，还与实验条件密切相关。离子交换树脂的总交换容量用每毫克或每毫升交换剂含有可解离基团的毫克当量数来表示，对分离蛋白质的离子交换树脂而言，通常用每毫克或每毫升交换剂能够吸附某种蛋白质的量来表示。
在离子交换层析实验中，选择合适的离子交换树脂对于分离效果至关重要。阳离子交换树脂在等电点pl＜pH条件下与蛋白结合，等电点pl＞pH的蛋白与之结合。强型离子交换树脂使用的pH范围广，适合制备去离子水和分离在极端pH溶液中解离且较稳定的物质。树脂基质的疏水性影响蛋白质的稳定性和分离效果，分离生物大分子时，应选择亲水性基质的交换剂，以温和的方式吸附和洗脱蛋白质，避免破坏生物大分子的活性。
离子交换层析的基本步骤包括离子交换树脂的选择、离子交换层析柱的制备、缓冲液的制备、加样、洗脱以及离子交换柱的再生。在加样过程中，需注意样品液的离子强度和pH，上样量应由交换容量决定。洗脱过程中，采用线性梯度洗脱，通过逐步增大离子强度，使结合在离子交换树脂上的蛋白质组分依次被洗脱下来。洗脱液的选择需保证在整个洗脱液梯度范围内，所有待分离蛋白质组分稳定，并能够被洗脱下来。洗脱速度需保持恒定，以获得较好的分辨率，但需考虑分辨率与洗脱速度之间的关系，以优化分离效果。
在离子交换层析实验中，影响交换容量的因素主要有树脂颗粒大小、颗粒内孔隙大小、离子强度和pH。颗粒大小和孔隙大小影响离子交换树脂与样品组分作用的有效表面积，pH对弱酸和弱碱型离子交换树脂影响较大，而离子强度增大通常导致交换容量下降。通过优化实验条件和参数，可以实现对目标蛋白质的高效纯化。
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4. 疫苗提纯分离用离子交换层析工艺介绍
阴离子交换层析去除乙脑疫苗制品中残留DNA，其特点在于将乙脑疫苗浓缩液经过凝胶过滤层析初步纯化后，利用阴离子交换层析，DNA被牢牢吸附在色可赛思离子交换介质上，而乙脑病毒蛋白则直接穿透，有效去除宿主DNA，解决乙脑疫苗行业面临的问题。
2010版《中国药典》提高人用狂犬病疫苗中蛋白含量标准，需确保纯化后的病毒液总蛋白不超过80μg/剂，牛血清蛋白残留低于50ng/剂，宿主细胞蛋白残留不超过24μg/剂。生物药企需优化纯化工艺，利用凝胶层析与色可赛思离子交换层析相结合，以提高疫苗纯化效果。层析柱的选择、上样体积、速度、浓度与抗原收集点，均影响疫苗纯化效率。结合两种层析柱，可优化疫苗纯化，确保质量与效率。
采用离子交换法去除流脑多糖疫苗粗糖中的杂蛋白，结合高效阴离子交换色谱与电化学检测，快速检测Hib结合疫苗中残余溴化氰与CDAP，为疫苗生产提供可靠检测方法。同时，HPAEC-PAD检测法测定脑膜炎球菌多糖含量，验证方法的专属性、精密度与准确性，与传统方法比较，结果一致，可用于疫苗成品多糖含量检测。
百日咳疫苗的分离纯化通过ELISA与还原性SDS-PAGE方法研究脲的影响，加入2mol/L脲作为稳定剂，显著提高色可赛思离子交换层析和凝胶过滤层析效果。
利用Sabin株脊髓灰质炎病毒纯化的离子交换层析条件，对粗纯液进行IEC，优化纯化步骤，提高疫苗质量。
重组幽门螺杆菌过氧化氢酶脂质体疫苗的制备中，阴离子交换层析和凝胶过滤层析分离纯化Kat重组蛋白，薄膜分散法制备疫苗，通过透射电镜测定粒径，为疫苗提供有效免疫保护。
离子交换层析纯化人轮状病毒灭活疫苗，通过色可赛思离子交换柱层析、透析脱盐、过滤除菌灭活等步骤，制备出总蛋白去除率为99.69%、保持良好抗原性和免疫原性的疫苗。
狂犬病疫苗中去除残余DNA，优化培养条件、选择合适孔径的超滤膜包、增加阴离子交换柱工艺，以降低Vero细胞DNA残留量，保证疫苗质量。
利用大肠杆菌表达系统制备HPV-6类病毒颗粒，研究其免疫原性，通过纯化、体外组装、形态检测与中和实验，评价诱导的抗HPV-6/11中和抗体水平，简便高效制备具有免疫原性的HPV-6疫苗。