親和色譜依賴于蛋白質與基質結合配體的特異性和可逆結合。配體可以直接與感興趣的蛋白質結合，例如，用于結合 cAMP 的 PKA RIα 和 RIIβ 蛋白質的 cAMP 樹脂，或與蛋白質共價連接的標簽。親和層析是常用的蛋白質純化程序，通常用于純化方案的初始階段。根據下游應用，親和純化是獲得足夠純度重要方法。
  用于親和層析的固定相由共價連接到配體的惰性基質制成，該配體與蛋白質或蛋白質組特異性結合。惰性基質通常由交聯的瓊脂糖或聚丙烯酰胺組成。可以通過親和層析以選擇性或非選擇性方式純化蛋白質。在選擇性親和層析中，使用對蛋白質特異的配體或共價連接的標簽。在非選擇性親和層析中，例如用于免疫球蛋白的蛋白 A、G、L，或用于 DNA 結合蛋白的肝素，或用于糖蛋白的凝集素，配體與具有相似結合能力的一組蛋白質結合。例如，通過扁豆凝集素親和柱層析純化表達以生產 SARS-CoV-2 S 包膜蛋白 。

在這兩種類型的親和層析中，蛋白質在影響蛋白質（或標簽）與其配體之間結合的條件下被加載到柱子上。在不破壞特定相互作用但會破壞污染蛋白質和固定相之間的任何非特異性相互作用的條件下洗滌結合的蛋白質。然后用含有競爭分子或破壞所有蛋白質/蛋白質相互作用的條件的緩沖液洗脫結合的蛋白質。競爭分子與配體結合，取代感興趣的蛋白質。這種競爭分子通常通過另一個色譜程序或透析從感興趣的蛋白質中去除。通過破壞所有蛋白質/蛋白質相互作用從固定相洗脫蛋白質的方法包括調整緩沖液的 pH 值或離子強度。這些方法會影響蛋白質的穩定性，建議立即中和或稀釋洗脫的蛋白質，以盡量減少蛋白質損傷。
 

蛋白質純化	配體	洗脫
抗體（抗原特異性）	抗原肽	游離肽
多組氨酸標簽蛋白	Ni 2+或 Co 2+	咪唑或游離組氨酸
標記蛋白	FLAG 特異性抗體	FLAG肽或低pH
GST標簽蛋白	還原型谷胱甘肽	游離谷胱甘肽
Myc標簽蛋白	Myc 特異性抗體	低 pH
抗體（特定類別）	蛋白質 A、G 或 L 或魚精蛋白	極端的 pH 值
DNA結合蛋白	肝素	高離子強度

在設計用于蛋白質表達的質粒時，可以將親和標簽插入到 N 端或 C 端（或在少數情況下，插入具有已知結構的蛋白質的柔性環中）以幫助純化。抗體通常基于抗體與其抗原（抗體識別的序列）之間發生的高度特異性相互作用進行純化。可以將含有抗原的肽與基質偶聯以特異性結合抗體。降低洗脫緩沖液的 pH 值會破壞抗體/肽相互作用以釋放結合的抗體。這種方法通常在商業上用于從粗血清中分離抗體。
  圖 2.離子交換色譜。蛋白質以低離子強度與帶電固定相結合。可通過增加緩沖液的離子強度或通過調節 pH 值來洗脫結合的蛋白質。

蛋白質也可以以非選擇性方式進行親和純化。在非選擇性純化中，附著在固定相上的配體與具有相似結合配偶體的一組蛋白質結合。

非選擇性親和純化，比如： DNA 結合蛋白的純化。肝素在結構和電荷上都模擬 DNA，可用作親和純化 DNA 結合蛋白的配體。雖然理論上所有的 DNA 結合蛋白都可以與這個固定相結合，但大多數其他蛋白質會在沒有結合的情況下流過，從而導致感興趣的蛋白質充分富集。另一個例子是通過將抗體的恒定 (Fc) 區與配體、蛋白 A、G 或 L 結合來富集抗體。對于 IgM，可以使用魚精蛋白親和層析。
使用類似的結合模式（抗體與蛋白 A、G 或 L 配體結合），抗體的抗原結合 (Fab) 區域仍可用于與其特異性抗原結合。因此，可以基于偶聯的配體/抗體和抗體/抗原之間的特異性相互作用來純化特定的蛋白質。

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