蛋白质浓缩超全攻略,新手也能轻松上手
Tue Sep 02 00:00:00 CST 2025毕合生物|MBC新闻编辑
蛋白质浓缩可是个关键步骤!几种超实用的蛋白质浓缩方法,让你的实验轻松又高效。
1️⃣ 吸附法:简单快捷的“浓缩神器”
吸附法是蛋白质浓缩的“小能手”,特别适合稳定性较差的蛋白质。它的原理超简单,就是用干的惰性多孔基质聚合物,比如葡聚糖凝胶(sephadex),把这些聚合物加入到蛋白质溶液中,它们就能吸收水和其他小分子物质。当凝胶完全膨胀后,通过过滤或者离心把凝胶去除,蛋白质就浓缩啦。
具体操作也很简单,比如把20克干的sephadex G25加入到100毫升的蛋白质溶液中,放置15到20分钟,然后用2000g的离心力离心10分钟,或者用滤纸过滤,蛋白质就浓缩好了。不过,吸附法也有局限性,选择性差,浓缩倍数低,蛋白质收率一般在80%到90%左右。
2️⃣ 超滤法:高效浓缩的“秘密武器”
超滤法是靠离心力或高压力,用孔径1到20纳米的半透膜工作。这膜能让水和小分子过去,蛋白质等大分子就过不去,这样就能把蛋白质浓缩起来。超滤法的好处是操作简单,浓缩效率高,适合大规模浓缩。
选择超滤膜时,截留分子量(MWCO)很重要。理论上,MWCO是10000的膜,分子量超过10000的就截留,小于10000的就能通过。但现实中,膜的孔径分布不均匀,所以选膜的MWCO时,一般选蛋白质分子量的1/3及以下。
不过,要是MWCO选小了,通过膜的速度就会变慢,操作时间延长,还得用更高的压力。现在的塑料膜用得挺多,比如聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚氯乙烯和聚丙烯腈这些。这些膜能在更复杂的化学环境下工作,pH值1到13都没问题,还能在很多有机溶剂里用,耐热稳定性也能达到80℃,有些还能自动灭菌。
3️⃣ 沉淀法:经典的“分离浓缩法”
沉淀法是蛋白质浓缩的“老大哥”,通过改变溶液的pH值或离子强度,或者加入有机溶剂、多聚物等,可以促进蛋白质分子的凝聚,从而形成蛋白质沉淀。之后,通过离心或者过滤的方式获得沉淀物,再利用合适的缓冲液对沉淀物进行清洗和溶解,最后经过透析或凝胶过滤,以去除残留的溶剂成分。
沉淀法主要包括盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、聚乙二醇沉淀法等。这些方法虽然简单,但选择性差,浓缩倍数低,蛋白质收率也不高。
4️⃣ 透析法:适合小体积样品的“温和法”
透析法是一种比较适合用于50毫升以下样品体积的浓缩方法,但操作时间相对较长。具体操作是将蛋白质溶液放入透析袋中,然后将透析袋放入一个装有聚乙二醇溶液的容器中,使用磁力搅拌器缓慢搅拌,直至蛋白质溶液达到所需的浓度为止。
透析法的优点是操作简单,适合小体积样品,但缺点是浓缩时间长,效率低。
5️⃣ 冷冻干燥法:热敏感蛋白的“保护伞”
冷冻干燥技术在热不稳定的蛋白质、多肽等物质的浓缩以及保存方面发挥着重要的作用。它利用低温和低压的环境来去除可溶性的水,对于一些超滤膜无法截留的低分子量多肽,冷冻干燥法的浓缩效果尤为显著。
冷冻干燥系统主要由干燥箱、真空系统和制冷系统组成。操作时,将需要冻干的样品装入冷冻干燥烧瓶中,然后放入冻干机进行浓缩。干燥后残余水的多少可能会对蛋白质的活性稳定性产生影响,所以需要根据具体需求调整残余水分含量。
6️⃣ 双水相分离法:温和高效的“浓缩法”
双水相分离法是利用两种多聚物,或者多聚物与盐在水相中的不相溶性,可以从细胞破碎后的细胞碎片中直接分离、纯化蛋白质,同时起到浓缩蛋白质的作用。这种方法比较温和,一般不会造成蛋白质的变性失活,操作过程可以在室温下进行,并且双水相中的聚合物还可以提高蛋白质的稳定性。