生物大分子的分離純化之樣品的保存
? 生物大分子制成品的正確保存極為重要,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、微生物污染和自動氧化??諝庵形⑸锏奈廴究墒箻悠犯瘮∽冑|(zhì),樣品吸濕后會引起潮解變性,同時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自發(fā)引起游離基鏈式反應(yīng),還原性強的樣品易氧化變質(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。因此通常絕大多數(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,對生物大分子制品影響最大,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)樣品時注意其穩(wěn)定的pH范圍,通常可從文獻和手冊中查得或做實驗求得,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)和酶對熱敏感,通常35℃~40℃以上就會失活,冷藏于冰箱一般只能保存一周左右,而且蛋白質(zhì)和酶越純越不穩(wěn)定,溶液狀態(tài)比固態(tài)更不穩(wěn)定。因此通常要保存于-5℃~-20℃,如能在-70℃下保存則最為理想。極少數(shù)酶可以耐熱:如核糖核酸酶可以短時煮沸;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)酶對低溫敏感,如鳥肝丙酮酸羧化酶25℃穩(wěn)定,低溫下失活,過氧化氫酶要在0℃~4℃保存,冰凍則失活,羧肽酶反復(fù)凍融會失活等。
? 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,37℃活性會下降,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往往會部分失活。
? ⑶在保護劑下保存:很早就有人觀察到,在無菌條件下,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,這是因為血液中有蛋白質(zhì)穩(wěn)定的因素,為了長期保存蛋白質(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)要求在高離子強度(1 mol/L~4mol/L或飽和的鹽溶液)的極性環(huán)境中才能保持活性。最常用的是:MgSO4、NaCl、(NH4)SO4等。使用時要脫鹽。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,保存時可加入半胱氨酸或巰基乙醇。
? 總之,對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《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)的文獻和酶學(xué)手冊。