蛋白質圖示

沒有蛋白質就沒有生命

可見，蛋白質對人體的重要性。

蛋白質是組成人體一切細胞、組織的重要成分，

機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與。

一般說，蛋白質約占人體全部質量的18%，

最重要的還是其與生命現象有關。

成人每天的蛋白質代謝情況

人體每天需要從食物中攝取正常值的蛋白質，

維持身體正常機制的運行。

蛋白質最常在體液或等滲緩沖液中再懸浮。然而，在這種高導電性溶劑上用電泳光散射(ELS)測量zeta電位可能會導緻産生過量熱量，進而造成樣品降解和電極損傷。本文中，我們使用穩定且可重複使用的Univette樣品池和Litesizer™500來測量溶解在等滲緩沖液中的标準蛋白溶菌酶的zeta電位。由于cmPALS專利技術和蛋白模式，該模式可以使測量過程短暫中斷，使樣品冷卻下來，能夠在不造成電極損傷的情況下獲得高重複性的zeta電位測量結果。

簡介

Zeta電位與粒子間斥力有關，通常表征粒子懸浮液特性必需測量zeta電位。雖然很多物質可以溶解或分散在去離子水中，但有些粒子需要分散在高導電性的溶劑中才能保持其結構，不會降解。這在生物樣品中尤其常見，因為蛋白質、生物醫學聚合物和細胞必須溶解在緩沖液或等滲緩沖液中。

利用電泳光散射(ELS)來測量zeta電位，這意味着在樣品上應用了電場。這種測量技術的常見弊端是所謂的焦耳熱，即電流通過導體(樣品)會産生熱量。樣品的電導率越高，産生的熱量越多，這可能會導緻樣品降解和電極損傷。這個問題對于生物樣品來說更為嚴重，因為生物樣品需要高導電性的溶劑，并且對熱解非常敏感。

因此，對于這樣的樣品，關鍵是要保持盡可能低的電流，并使用盡可能短的測試時間。Anton Paar的Litesizer™500，獨有的cmPALS專利技術可以在較低的電壓和較短的測量時間内實現穩定靈敏的zeta電位測量，從而降低敏感樣品的應力。此外，用戶可以激活一個稱為“蛋白模式”的軟件功能，它會在測量zeta電位時引入短暫的中斷，從而使樣品冷卻下來。

Univette是一種可重複使用的樣品池，可用于在高導電性或有機溶劑中測量zeta電位，它足夠堅固，可以承受這種條件，并且不會造成電極損傷。

本文我們演示了Litesizer™500和Univette的聯用性能，即使用Kalliope™的蛋白模式來測量标準蛋白溶菌酶在高導電性溶劑中的zeta電位。

實驗方法

用卵清蛋白(Sigma-Aldrich)制備了兩種不同的溶菌酶溶液：

0.1 mg/mL，溶于10 mM BisTris 緩沖液 (Carl Roth)和50 mM NaCl (J.T. Baker) 1：1的混合物中。1.0 mg/mL，溶于磷酸鹽緩沖液(PBS，Sigma-Aldrich)中。向Univette石英樣品池中加入900 μL樣品。第一次測量的平衡時間設置為2分鐘，連續測量30秒。每個溶液測試3個獨立樣本，每個樣本重複4次，共測試12次。表1總結了測量的輸入參數。

樣品濃度

0.1 mg/ml

1 mg/ml

溶劑

10mMBisTris

50mMNaCl (BisTris/NaCl)

1:1 混合溶液

磷酸緩沖液(PBS)

電壓

5V

3V

運行次數

20

20

重複次數

4

4

蛋白模式

是

是

表1：實驗設置

Kalliope™軟件中的蛋白模式允許樣品在運行時冷卻，從而減少焦耳熱的影響。

結果與讨論

在BisTris/NaCl中制備的0.1 mg/mL樣品的平均電導率為6 mS/cm，zeta電位為自動測量模式(表2)。該溶液的平均zeta電位為12 mV，如表2所示，如圖1所示。12次測量的相對标準偏差低于5%。

樣品編号

平均Zeta 電位[mV]

相對标準偏差[%]

電導率[mS/cm]

1

12.3

3.64

6.069

2

12.1

6.09

6.039

3

12.0

4.38

6.024

1-3

12.1

4.57

6.044

表2：0.1 mg/mL溶菌酶在BisTris/NaCl中溶解的3個樣品的Zeta電位結果。每個值代表4個測量值的平均值

圖1：0.1 mg/mL溶菌酶在BisTris/NaCl中的zeta電位分布圖

PBS配制的1 mg /mL溶液的zeta電位值為9 mV，如表3所示，如圖2所示。然而，該溶液的平均電導率明顯高于BisTris/NaCl (29.4 mS/cm vs. 6 mS/cm)。

盡管如此，測量值間的相對标準偏差是令人滿意的，平均值為7.2%(表3)，遠遠低于ISO标準設定的最大可接受重複性10%，這表明ELS不會導緻樣品顯著的降解。

經過12次測量後對Univette的钯電極進行目測檢查，也表明這些電極沒有受到任何可見的損傷(未顯示)。

樣品編号

平均Zeta 電位[mV]

相對标準偏差[%]

電導率[mS/cm]

1

9.5

5.8

30.78

2

8.8

4.4

28.92

3

8.8

9.44

28.50

1-3

9.0

7.19

29.40

表3：溶解于PBS的3個溶菌酶樣品的Zeta電位結果。每個值為4個測量值的平均值

圖2：PBS中1mg /mL溶菌酶的zeta電位分布圖

結論

從實驗中，證明了在高導電性溶劑中使用Litesizer™500和Univette可以實現蛋白質的高重複性zeta電位測量。cmPALS專利技術可以在較低的電壓和較短的測量時間内測量zeta電位，大大降低了施加在樣品上的應力。這使得即使在低濃度(0.1 mg/ml)和高導電性蛋白樣品中也可以進行ELS測量。此外，Kalliope™的專用蛋白模式在ELS測試期間限制了焦耳熱，進一步有助于樣品和樣品池的保存。

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