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古朵技術(shù):生物大分子樣品的保存
發(fā)布時(shí)間:2020-08-13瀏覽次數(shù):1159返回列表
生物大分子制成品的正確保存為重要,一旦保存不當(dāng),辛辛苦苦制成的樣品失活、變性、變質(zhì),使前面的全部制備工作化為烏有,損失慘重,全功盡棄。
影響生物大分子樣品保存的主要因素有:
⑴空氣:空氣的影響主要是潮解、微生物污染和自動(dòng)氧化??諝庵形⑸锏奈廴究墒箻悠犯?敗變質(zhì),樣品吸濕后會(huì)引起潮解變性,同時(shí)也為微生物污染提供了有利的條件。某些樣品與空氣中的氧接觸會(huì)自發(fā)引起游離基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),還原性強(qiáng)的樣品易氧化變質(zhì)和失活,如維生素C、巰基酶等。
⑵溫度:每種生物大分子都有其穩(wěn)定的溫度范圍,溫度升高10℃,氧化反應(yīng)約加快數(shù)倍,酶促反應(yīng)增加1~3倍。因此通常大多數(shù)樣品都是低溫保存,以抑制氧化、水解等化學(xué)反應(yīng)和微生物的生成。
⑶水份:包括樣品本身所帶的水份和由空氣中吸收的水份。水可以參加水解、酶解、水合和加合。加速氧化、聚合、離解和霉變。
⑷光線:某些生物大分子可以吸收一定波長(zhǎng)的光,使分子活化不利于樣品保存,尤其日光中的紫外線能量大,對(duì)生物大分子制品影響zui大,樣品受光催化的反應(yīng)有變色、氧化和分解等,通稱光化作用。因此樣品通常都要避光保存。
⑸樣品的pH:保存液態(tài)樣品時(shí)注意其穩(wěn)定的pH范圍,通??蓮奈墨I(xiàn)和手冊(cè)中查得或做實(shí)驗(yàn)求得,因此正確選擇保存液態(tài)樣品的緩沖劑的種類和濃度就十分重要。
⑹時(shí)間:生化和分子生物學(xué)樣品不可能永-久存活,不同的樣品有其不同的有效期,因此,保存的樣品必須寫明日期,定期檢查和處理。
現(xiàn)以保存蛋白質(zhì)和酶為例:
⑴低溫下保存:由于多數(shù)蛋白質(zhì)和酶對(duì)熱敏感,通常35℃~40℃以上就會(huì)失活,冷藏于冰箱一般只能保存一周左右,而且蛋白質(zhì)和酶越純?cè)讲环€(wěn)定,溶液狀態(tài)比固態(tài)geng不穩(wěn)定。因此通常要保存于-5℃~-20℃,如能在-70℃下保存則zui-為理想。少數(shù)酶可以耐熱:如核糖核酸酶可以短時(shí)煮沸;胰蛋白酶在稀HCl中可以耐受90℃;蔗糖酶在50℃~60℃可以保持15 min~30 min不失活。還有少數(shù)酶對(duì)低溫敏感,如鳥(niǎo)肝丙-酮酸羧化酶25℃穩(wěn)定,低溫下失活,過(guò)氧化氫酶要在0℃~4℃保存,冰凍則失活,羧肽酶反復(fù)凍融會(huì)失活等。
⑵制成干粉或結(jié)晶保存:蛋白質(zhì)和酶固態(tài)比在溶液中要穩(wěn)定的多。固態(tài)干粉制劑放在干燥劑中可長(zhǎng)期保存,例如葡萄糖氧化酶干粉0℃下可保存2年,-15℃下可保存8年。通常,酶與蛋白質(zhì)含水量大于10%,室溫低溫下均易失活,含水量小于5%時(shí),37℃活性會(huì)下降,如要抑制微生物活性,含水量要小于10%,抑制化學(xué)活性,含水量要小于3%。此外要特別注意酶在凍干時(shí)往往會(huì)部分失活。
⑶在保護(hù)劑下保存:很早就有人觀察到,在無(wú)菌條件下,室溫保存了45年的血液,血紅蛋白僅有少量改變,許多酶仍保留部分活性,這是因?yàn)檠褐杏械鞍踪|(zhì)穩(wěn)定的因素,為了長(zhǎng)期保存蛋白質(zhì)和酶,常常要加入某些穩(wěn)定劑:例如:①惰性的生化或有機(jī)物質(zhì):如糖類、脂肪酸、牛血清白蛋白、氨基酸、多元醇等,以保持穩(wěn)定的疏水環(huán)境。②中性鹽:有一些蛋白質(zhì)要求在高離子強(qiáng)度(1 mol/L~4mol/L或飽和的鹽溶液)的性環(huán)境中才能保持活性。zui-常用的是:MgSO4、NaCl、(NH4)SO4等。使用時(shí)要脫鹽。③巰基試劑:一些蛋白質(zhì)和酶的表面或內(nèi)部含有半胱氨酸巰基,易被空氣中的氧緩饅氧化為磺酸或二硫化物而變性,保存時(shí)可加入半胱氨酸或巰基乙醇。
總之,對(duì)樣品的保存必須給以只夠的重視,一些常用酶的保存條件可參見(jiàn)《生物化學(xué)制備技術(shù)》(蘇拔賢主編)一書中的"一些酶保存的條件和穩(wěn)定性"表,其他各種生物大分子和生物制劑的保存條件,可查閱有關(guān)的文獻(xiàn)和酶學(xué)手冊(cè)。
6. 分離純化方法的選擇
生物大分子能否率地制備成功,關(guān)鍵在于分離純化方案的正確選擇和各個(gè)分離純化方法實(shí)驗(yàn)條件的探索。選擇與探索的依據(jù)就是生物大分子與雜質(zhì)之間的生物學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)上的差異。由本章前述的生物大分子制備的各種特點(diǎn)可以看出,分離純化方案必然是千變?nèi)f化的。
制備生物大分子的方法可以粗略地分類如下:① 以分子大小和形態(tài)的差異為依據(jù)的方法:差速離心、區(qū)帶離心、超濾、透析和凝膠過(guò)濾等。② 以溶解度的差異為依據(jù)的方法:鹽析、萃取、分配層析、選擇性沉淀和結(jié)晶等。③ 以電荷差異為依據(jù)的方法:電泳、電滲析、等電點(diǎn)沉淀、吸附層析和離子交換層析等。④ 以生物學(xué)功能專一性為依據(jù)的方法:親和層析等