四大板块帮你深入了解蛋白沉淀
蛋白沉淀
在诸多常用生物样本前处理方法中,蛋白沉淀法是操作和流程最简单、成本最经济、操作者接触和应用比例最高的一种,通常只需要将样品和沉淀剂(甲醇、乙腈等)按一定比例混匀后离心取上清即可。关于蛋白沉淀的问题跟小析姐进一步学习一下吧。
沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。蛋白质从溶液中析出的现象,称为蛋白质的沉淀。
2、蛋白沉淀前处理的优势与劣势
优势:
蛋白沉淀的最主要的优势就是操作简便、成本低、易于实施。
劣势:①此方法仅去除了蛋白质,内源性杂质并没有去除掉,
长时间检测可能会对色谱柱和仪器的寿命产生影响。所以,
要对色谱柱和仪器做定期维护。
②处理后的样本浓度会被稀释,
不适用于浓度低的目标物和质谱响应偏低的情况。
3、蛋白沉淀常见问题
然而看似简单的流程,真正操作起来还是有一些令人“尴尬”的步骤,如:
1)96孔板通常不能承受较大离心力而影响离心效果,微量离心管又不能满足通量操作的需求;
2)需要多次的液体转移操作,步骤烦琐并容易引入人为误差;
3)混匀和离心过程有时要加盖开盖,存在交叉污染风险;
4)相关设备较多,设备投入和人工投入大,难以自动化或半自动化等等。
正因为以上这些原因,操作更简单的ISOLUTE PPT+蛋白沉淀板被越来越多地接受和应用到蛋白沉淀,因为它简单高效,只需按下图操作即可,免除了涡混、摇匀、加盖开盖、离心取上清等操作,步骤更少、流程更简单、耗时更短,帮助个人效率和产出成倍提高。
为什么ISOLUTE PPT+可以做到这些?而一块合格的蛋白沉淀板又需要具有哪些特质呢?一 . 溶剂先加模式(Solvent First)一般的蛋白沉淀板,受限于采用的筛板或滤膜,通常只能采用先加样品再加沉淀剂的模式,即样品先加(Sample First)。所谓溶剂先加模式,就是允许先加沉淀剂,再加样品,在此过程中溶剂不会滴落。这对蛋白沉淀板过滤系统的材质和处理工艺提出了较高的要求,也是合格的蛋白沉淀板同普通过滤板的主要区别。
为什么要先加溶剂?我们将同一来源的100 µL血浆分别按照溶剂先加和样品先加的模式用ISOLUTE PPT+进行蛋白沉淀,滤液挥干后残留物称重,与未经沉淀而直接挥干的100 µL血浆的残留物重量做对比。
结果看到,样品先加模式去除了64%的内源性物质,而溶剂先加模式去除了90%的内源性物质,说明溶剂先加模式的蛋白沉淀效率更高,效果更好。
我们将两种模式得到的残留物,分别用相同体积的含咖啡因1 µg/mL的流动相复溶后,每份5 µL不通过色谱柱而直接注入质谱的电喷雾离子源接口进行分析,并与含同浓度咖啡因的流动相做对比,结果显示相比样品先加模式,溶剂先加模式的离子抑制效应更低,信号响应提高了37%。
4、临床质谱领域蛋白沉淀方法汇总
1.有机溶剂沉淀法此方法为临床质谱领域最常用方法,一般沉淀试剂以甲醇、乙醇、乙腈为主。个别项目会在有机溶剂中加入一定量的有机酸来提高沉淀效率。例如同型半胱氨酸的检测,一般会在有机溶剂中加入一定量的三氟乙酸或者三氯乙酸。
在做血浆或血清样品时,多用甲醇或乙腈沉淀蛋白,一般情况样本与沉淀剂的比例为乙腈最低1:2(一般1:3以上),甲醇最低1:3(一般1:5以上),有实验显示以血清:水:乙腈为1:2:4.5时去除效果最好。
适用目标物:生物小分子、糖类。
原理:有机溶剂的沉淀原理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集,最后析出。
优点:①分辨能力比盐析法高,即蛋白质只在一个比较窄的有机浓度下沉淀;②沉淀后不用需考虑除盐,过滤较为容易。
2.盐析法当目标物为非蛋白质时,纯盐析法在临床质谱领域应用较少,因为沉淀后会引入高浓度盐,长时间进样的话会对仪器灵敏度和柱压产生影响。所以,一般使用盐析法沉淀后,样本还需经过稀释、减少进样量或者透析除盐等步骤。盐析法可与其他沉淀方法结合使用。
适用目标物:盐析法沉淀出的蛋白并没有失活,所以主要用于蛋白质和酶的提取。
3.加热凝固法原理:将接近于等电点附近的蛋白质溶液加热,可使蛋白质发生凝固( coagulation)而沉淀。加热首先是加热使蛋白质变性,有规则的肽链结构被打开呈松散状不规则的结构,分子的不对称性增加,疏水基团暴露,进而凝聚成凝胶状的蛋白块如煮熟的鸡蛋,蛋黄和蛋清都凝固。此方法主要选择性去除不耐热的杂蛋白。
适用目标物:目标物需要有较强的热稳定性,例如葡萄糖。
其余的蛋白沉淀法还有等电点沉淀法、非离子多聚物沉淀法、生成盐复合物沉淀法等,这些方法临床质谱领域应用较少,所以小编就不一一介绍了。感兴趣的小伙伴可自行了解。
目前常见的临床质谱项目中应用蛋白沉淀作为前处理的有药物检测(极大多数)、同型半胱氨酸、甲状腺激素、葡萄糖、水溶性维生素等。
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