原理:蛋白质平均含氮量为16%。当样品与浓硫酸共热,蛋白氮转化为铵盐,在强碱性条件下将氨蒸出,用加有指示剂的硼酸吸收,最后用标准酸滴定硼酸,通过标准酸的用量即可求出蛋白质中的含氮量和蛋白质含量。
②双缩脲法
原理:尿素在180℃下脱氨生成双缩脲,在碱性溶液中双缩脲可与Cu2+形成稳定的紫红色络合物。蛋白质中的肽键实际上就是酰胺键,故多肽、蛋白质等都有双缩脲(biuret)反应,产生蓝色或紫色复合物。比色定蛋白质含量。
缺点:灵敏度低,样品必须可溶,在大量糖类共存和含有脯氨酸的肽中显色不好。其 精确度 较差 (数mg),且会受样品中 硫酸铵 及 Tris 的干扰,但 准确度 较高,不受蛋白质的种类影响。
③Folin酚法(Lowry)
Folin酚法是biuret 法的延伸,所用试剂由试剂甲和乙两部分组成。试剂甲相当于双缩脲试剂(碱性铜试剂),试剂乙中含有磷钼酸和磷钨酸。
在碱性条件下,蛋白质中的巯基和酚基等可将Cu2+还原成Cu+, Cu+能定量地与Folin-酚试剂反应生成蓝色物质,600nm比色测定蛋白质含量。
灵敏度较高(约 0.1 mg),但较麻烦,也会受 硫酸铵 及 硫醇化合物 的干扰。 步骤中各项试剂的混合,要特别注意均匀澈底,否则会有大误差。
④紫外法
280nm光吸收法:利用Tyr在280nm在吸收进行测定。
280nm-260nm的吸收差法:若样品液中有少量核酸共存按下式计算:
蛋白质浓度(mg/ml)=1.24E280-0.74E260 (280 260为角标)
⑤色素结合法(Bradford 法)
直接测定法:利用蛋白质与色素分子(Coomassie Brilliant Blue G-250)结合物的光吸收用分光光度法进行测定。
考马斯亮兰(CBG)染色法测定蛋白质含量。CBG 有点像指示剂,会在不同的酸碱度下变色;在酸性下是茶色,在中性下为蓝色。当 CBG接到蛋白质上去的时候,因为蛋白质会提供 CBG一个较为中性的环境,因此会变成蓝色。当样本中的蛋白质越多,吸到蛋白质上的CBG也多,蓝色也会增强。因此,蓝色的呈色强度,是与样本中的蛋白质量成正比。
间接测定法:蛋白质与某些酸性或碱性色素分子结合形成不溶性的盐沉淀。用分光光度计测定未结合的色素,以每克样品结合色素的量来表示蛋白质含量的多少。
⑥BCA法
BCA(Bicinchoninc acid procedure,4,4’-二羧-2,2’-二喹啉)法与Lowry法相似,主要差别在碱性溶液中,蛋白质使Cu2+转变Cu+后,进一步以BCA 取代Folin试剂与Cu+结合产生深紫色,在波长562 nm有强的吸收。
它的优点在于碱性溶液中BCA 比Folin试剂稳定,因此BCA与碱性铜离子溶液结合的呈色反应只需一步骤即完成。灵敏度Lowry法相似。
本方法对于阴离子、非离子性及二性离子的清洁剂和尿素较具容忍度,较不受干扰,但会受还原糖 及EDTA的干扰。
⑦胶体金测定法
胶体金(colloidal gold)是氯金酸(chloroauric acid)的水溶胶,呈洋红色,具有高电子密度,并能与多种生物大分子结合。
胶体金是一种带负电荷的疏水胶体遇蛋白质转变为蓝色,颜色的改变与蛋白质有定量关系,可用于蛋白质的定量测定。
⑧其他方法
有些蛋白质含有特殊的 非蛋白质基团,如 过氧化物酶含有 亚铁血红素基团,可测 403 nm 波长的吸光来定量之。 含特殊金属的酶 (如镉),则可追踪该金属。
一、微量凯氏(kjeldahl)定氮法样品与浓硫酸共热。含氮有机物即分解产生氨(消化),氨又与硫酸作用,变成硫酸氨。经强碱碱化使之分解放出氨,借蒸汽将氨蒸至酸液中,根据此酸液被中和的程度可计算得样品之氮含量。若以甘氨酸为例,其反应式如下:
NH2 CH2 COOH+3H2 SO4 ――2CO2 +3SO2 +4H2O+NH3 (1)
2NH3 +H2 SO4 ――(NH4 )2 SO4 (2)
(NH4 )2 SO4 +2NaOH――2H2 O+Na2 SO4 +2NH3 (3)
反应(1)、(2)在凯氏瓶内完成,反应(3)在凯氏蒸馏装置中进行。
为了加速消化,可以加入CuSO4作催化剂,K2SO4以提高溶液的沸点。收集氨可用硼酸溶液,滴定则用强酸。实验和计算方法这里从略。
计算所得结果为样品总氮量,如欲求得样品中蛋白含量,应将总氮量减去非蛋白
氮即得。如欲进一步求得样品中蛋白质的含量,即用样品中蛋白氮乘以6.25即得。
二、双缩脲法(biuret法)
(一)实验原理
双缩脲(NH3CONHCONH3)是两个分子脲经180℃左右加热,放出一个分子氨后得到的产物。在强碱性溶液中,双缩脲与CuSO4形成紫色络合物,称为双缩脲反应。凡具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键,或能过一个中间碳原子相连的肽键,这类化合物都有双缩脲反应。
紫色络合物颜色的深浅与蛋白质浓度成正比,而与蛋白质分子量及氨基酸成分无关,故可用来测定蛋白质含量。测定范围为1-10mg蛋白质。干扰这一测定的物质主要有:硫酸铵、tris缓冲液和某些氨基酸等。
此法的优点是较快速,不同的蛋白质产生颜色的深浅相近,以及干扰物质少。主要的缺点是灵敏度差。因此双缩脲法常用于需要快速,但并不需要十分精确的蛋白质测定。
(二)试剂与器材
1.试剂:
(1)标准蛋白质溶液:用标准的结晶牛血清清蛋白(bsa)或标准酪蛋白,配制成10mg/ml的标准蛋白溶液,可用bsa浓度1mg/ml的a280为0.66来校正其纯度。如有需要,标准蛋白质还可预先用微量凯氏定氮法测定蛋白氮含量,计算出其纯度,再根据其纯度,称量配制成标准蛋白质溶液。牛血清清蛋白用H2O 或0.9%NaCl配制,酪蛋白用0.05NaOH配制。
(2)双缩脲试剂:称以1.50克硫酸铜(CuSO4•5H2O)和6.0克酒石酸钾钠(KNaC4H4O6•4H2O),用500毫升水溶解,在搅拌下加入300毫升10% NaOH溶液,用水稀释到1升,贮存于塑料瓶中(或内壁涂以石蜡的瓶中)。此试剂可长期保存。若贮存瓶中有黑色沉淀出现,则需要重新配制。
2.器材:
可见光分光光度计、大试管15支、旋涡混合器等。
(三)操作方法
1.标准曲线的测定:取12支试管分两组,分别加入0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0毫升的标准蛋白质溶液,用水补足到1毫升,然后加入4毫升双缩脲试剂。充分摇匀后,在室温(20~25℃)下放置30分钟,于540nm处进行比色测定。用未加蛋白质溶液的第一支试管作为空白对照液。取两组测定的平均值,以蛋白质的含量为横座标,光吸收值为纵座标绘制标准曲线。
2、样品的测定:取2~3个试管,用上述同样的方法,测定未知样品的蛋白质浓度。注意样品浓度不要超过10mg/ml。
三、folin―酚试剂法(lowry法)
(一)实验原理
这种蛋白质测定法是最灵敏的方法之一。过去此法是应用最广泛的一种方法,由于其试剂乙的配制较为困难(现在已可以订购),近年来逐渐被考马斯亮兰法所取代。此法的显色原理与双缩脲方法是相同的,只是加入了第二种试剂,即folin―酚试剂,以增加显色量,从而提高了检测蛋白质的灵敏度。这两种显色反应产生深兰色的原因是:在碱性条件下,蛋白质中的肽键与铜结合生成复合物。folin―酚试剂中的磷钼酸盐―磷钨酸盐被蛋白质中的酪氨酸和苯丙氨酸残基还原,产生深兰色(钼兰和钨兰的混合物)。在一定的条件下,兰色深度与蛋白的量成正比。
folin―酚试剂法最早由lowry确定了蛋白质浓度测定的基本步骤。以后在生物化学领域得到广泛的应用。这个测定法的优点是灵敏度高,比双缩脲法灵敏得多,缺点是费时间较长,要精确控制操作时间,标准曲线也不是严格的直线形式,且专一性较差,干扰物质较多。对双缩脲反应发生干扰的离子,同样容易干扰lowry反应。而且对后者的影响还要大得多。酚类、柠檬酸、硫酸铵、tris缓冲液、甘氨酸、糖类、甘油等均有干扰作用。浓度较低的尿素(0.5%),硫酸纳(1%),硝酸纳(1%),三氯乙酸(0.5%),乙醇(5%),乙醚(5%),丙酮(0.5%)等溶液对显色无影响,但这些物质浓度高时,必须作校正曲线。含硫酸铵的溶液,只须加浓碳酸钠―氢氧化钠溶液,即可显色测定。若样品酸度较高,显色后会色浅,则必须提高碳酸钠―氢氧化钠溶液的浓度1~2倍。
进行测定时,加folin―酚试剂时要特别小心,因为该试剂仅在酸性ph条件下稳定,但上述还原反应只在ph=10的情况下发生,故当folin一酚试剂加到碱性的铜―蛋白质溶液中时,必须立即混匀,以便在磷钼酸―磷钨酸试剂被破坏之前,还原反应即能发生。
此法也适用于酪氨酸和色氨酸的定量测定。
此法可检测的最低蛋白质量达5mg。通常测定范围是20~250mg。
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