一、 凯氏定氮法
1.原理:
蛋白质由碳、氢、氧、氮等元素组成,其中氮元素的含量相对恒定,约占蛋白质总量的16%。凯氏定氮法通过测定样品中氮的含量,再乘以蛋白质换算系数(通常为6.25),即可计算出蛋白质的浓度。
2.步骤:
消化:将样品与浓硫酸共热,使含氮有机物分解产生氨。
蒸馏:加入浓氢氧化钠使溶液呈碱性,释放出氨,用硼酸溶液吸收。
滴定:用硫酸或盐酸标准溶液滴定生成的硼酸铵,根据酸的消耗量计算氮的含量。
3.特点:
优点:测量范围广,可用于所有蛋白质分析;操作简单。
缺点:灵敏度较低,不适用于微量蛋白质的测定;操作耗时较长。
二、紫外-可见光谱法(A280测定)
1.原理:
蛋白质分子中的酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸残基含有共轭双键,能够吸收紫外光,吸收高峰在280nm波长处。蛋白质的浓度与其在280nm处的吸光度成正比。
2.步骤:
准备:将待测蛋白质溶液倒入石英比色皿中,用配制蛋白质溶液的溶剂(水或缓冲液)作空白对照。
测定:使用紫外-可见分光光度计在280nm波长处测定吸光度。
计算:根据吸光度和摩尔消光系数计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:操作简单,快速,不消耗样品,测定后能回收样品。
缺点:普适性差,不同蛋白质的酪氨酸和色氨酸含量不同,可能导致测定误差;易受核酸、嘌呤、嘧啶等物质的干扰。
三、 Bradford蛋白测定法(考马斯亮蓝法)
1.原理:
考马斯亮蓝G-250染料在酸性溶液中与蛋白质结合后,其最大吸收峰位置由465nm变为595nm,溶液颜色由棕黑色变为蓝色。蛋白质与染料的结合量与其浓度成正比,通过测定595nm处的吸光度即可计算蛋白质浓度。
2.步骤:
准备:将考马斯亮蓝G-250溶解在甲醇和盐酸中,制成工作液。
反应:将工作液与蛋白质样品混合,室温放置2-5分钟后,在595nm处测定吸光度。
计算:根据标准曲线计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:灵敏度高,可检测低至微克级别的蛋白质;操作简单,快速,只需加一种试剂。
缺点:染料特异性不高,易受其他物质干扰;不同蛋白质与染料的结合能力不同,可能导致测定结果偏差。
四、 Lowry法(福林-酚试剂法)
1.原理:
在碱性条件下,蛋白质中的肽键与铜离子结合生成复合物,然后这个复合物还原磷钼酸-磷钨酸试剂(福林-酚试剂),产生深蓝色物质(钼蓝和钨蓝的混合物)。蛋白质浓度与蓝色物质的吸光度成正比。
2.步骤:
准备:将样品与碱性铜试剂混合,室温放置10分钟。
反应:加入福林-酚试剂,迅速混合,室温放置30分钟。
测定:在700nm处测定吸光度。
计算:根据标准曲线计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:灵敏度较高,适用于多种类型的蛋白质测定。
缺点:操作复杂,耗时较长,需要精确控制反应时间;颜色深浅随不同蛋白质变化,标准曲线不是严格的直线形式。
五、BCA蛋白测定法
1.原理:
BCA(二喹啉甲酸)法是一种改良的Lowry法。在碱性条件下,蛋白质将铜离子(Cu²⁺)还原为亚铜离子(Cu⁺),Cu⁺与BCA试剂形成紫色复合物,其吸光度在562nm处与蛋白质浓度成正比。
2.步骤:
准备:将BCA试剂A和B按一定比例混合,制成工作液。
反应:将工作液与蛋白质样品混合,在37℃孵育30分钟。
测定:在562nm处测定吸光度。
计算:根据标准曲线计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:灵敏度高,可检测低至微克级别的蛋白质;稳定性好,抗干扰能力强,不受大多数还原剂和去污剂的影响。
缺点:对于含有大量胍盐或高浓度去污剂的样品,可能需要稀释。
六、比浊法
1.原理:
蛋白质溶液具有一定的浊度,其浊度与蛋白质浓度成正比。通过测量溶液中悬浮颗粒对光的散射程度来估计蛋白质浓度。
2.步骤:
准备:将待测蛋白质溶液倒入比色皿中,用配制蛋白质溶液的溶剂作空白对照。
测定:使用比浊计或分光光度计在特定波长下测定样品的浊度。
计算:根据标准曲线计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:简单快速,适用于初步筛查蛋白质浓度。
缺点:准确性相对较低,受样品中其他悬浮颗粒的影响。
七、 毛细管电泳法
1.原理:
蛋白质分子在电场作用下会向与其电荷相反的电极移动。不同大小和电荷的蛋白质分子在电场中的迁移速度不同,从而实现分离和定量。
2.步骤:
准备:将蛋白质样品注入毛细管电泳仪中。
电泳:施加电场,使蛋白质分子在毛细管中迁移。
分析:记录电泳图谱,根据迁移时间和峰面积计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:分辨率高,适用于复杂样品中蛋白质的分离和定量。
缺点:设备昂贵,操作复杂,不适用于大批量样品的测定。
八、免疫测定法(如ELISA)
1.原理:
利用抗原-抗体特异性结合的原理,通过酶标抗体与蛋白质抗原结合后产生的信号来测定蛋白质浓度。
2.步骤:
包被:将抗原或抗体包被在固相载体上。
加样:加入待测蛋白质样品,与包被的抗原或抗体结合。
加酶标抗体:加入酶标抗体,与结合在固相载体上的蛋白质结合。
显色:加入底物溶液,酶标抗体催化底物显色。
测定:使用酶标仪测定吸光度,根据标准曲线计算蛋白质浓度。
3.特点:
优点:灵敏度高,特异性强,适用于特定蛋白质的定量。
缺点:操作复杂,耗时较长,需要制备高质量的抗体和抗原。
总结
不同的蛋白质浓度测定方法各有优缺点,适用于不同的实验需求。在选择方法时,需要考虑样品的特性、实验条件以及所需的准确性和灵敏度。例如,对于常规蛋白质浓度测定,BCA法因其广泛的适用性和较高的灵敏度,通常是一个安全的选择;对于含有去污剂或还原剂的样品,BCA法也是一个合适的选择;对于纯度较高的蛋白质样品,紫外吸收法因其简单快捷,是一个成本效益高的选择;而对于特定蛋白质的定量测定,免疫测定法则具有更高的特异性和灵敏度。