Las proteínas suelen existir como mezclas complejas en tejidos o células, y cada tipo de célula contiene miles de proteínas diferentes. La separación y purificación de proteínas es una tarea difícil y ardua. Hasta el momento, no existe un método único o un conjunto de métodos preparados para extraer una proteína de una mezcla compleja, pero se pueden seleccionar procedimientos de separación y purificación adecuados para cualquier proteína para obtener un producto de alta pureza.
El objetivo general de la purificación de proteínas es intentar aumentar la pureza o actividad específica del producto. El requisito para la purificación es separar la proteína deseada, especialmente las proteínas exógenas no deseadas, de todos los demás componentes de la célula con eficiencia, velocidad, rendimiento y pureza razonables, conservando al mismo tiempo la actividad biológica y la integridad química del polipéptido.
La razón por la que las proteínas se pueden purificar a partir de miles de mezclas de proteínas es que diferentes proteínas tienen grandes diferencias en muchas propiedades físicas, químicas, fisicoquímicas y biológicas. Estas diferencias son causadas por proteínas causadas por diferencias en la secuencia y. número de aminoácidos. Los residuos de aminoácidos unidos a la estructura polipeptídica pueden tener carga positiva o negativa, polares o no polares, hidrófilos o hidrófobos. Además, los polipéptidos pueden plegarse en estructuras secundarias bien definidas (hélices α, láminas β y varias vueltas), estructuras terciarias y estructuras cuaternarias, lo que da como resultado tamaños, formas y distribuciones de residuos únicos en la superficie de la proteína. Aprovechando las diferencias de propiedades entre la proteína que se va a separar y otras proteínas, se puede diseñar un conjunto razonable de pasos de fraccionamiento.