蛋白质测定实验报告

蛋白质测定方法

——化学报告

蛋白质的检测

由上表可大致了解五种检测蛋白质的方法，下面以实验的形式进行详细阐述：

1　材料与方法

1.1　仪器材料

(1)仪器:凯氏定氮仪、紫外分光光度计、可见光分光光度计、工作离心机、布氏漏斗、抽滤泵。

(2)试剂及原材料:牛奶、酸奶、豆浆、0.12mol/LpH=4. 7醋酸- 醋酸钠缓冲液、乙醇-乙醚等体积混合液、浓H2SO4 、40%氢氧化钠、30%过氧化氢、2%硼酸溶液、0. 050molPL标准盐酸溶液、硫酸钾- 硫酸铜接触剂、混合指示剂、标准蛋白溶液、双缩脲试剂、考马斯亮蓝G- 250试剂。

1.2　实验方法

(1)凯氏定氮法测定蛋白质含量

将待测样品与浓硫酸共热,含氮有机物即分解产生氨(消化) ,氨又与硫酸作用,变成硫酸铵。为了加速消化,可以加入CuSO4 作催化剂和加入K2SO4 以提高溶液的沸点,而加入30%过氧化氢有利于消化溶液的澄清。消化好的样品在凯氏定氮仪内经强碱碱化使之分解放出氨,借蒸汽将氨蒸至定量硼酸溶液中,然后用标准盐酸溶液进行滴定,记录,计算出样品含氮量。每个样品做三次重复测定,取平均值。

(2)紫外吸收法测定蛋白质含量

蛋白质分子中,酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键,使蛋白质具有吸收紫外光的性质,吸收峰在280nm处,其吸光度(即光密度值)与蛋白质含量成正比。此外,蛋白质溶液在238nm的光吸收值与肽键含量成正比。利用一定波长下,蛋白质溶液的光吸收值与蛋白质浓度的正比关系,可以进行蛋白质含量的测定。

紫外吸收法简便、灵敏、快速,不消耗样品,测定后仍能回收使用。低浓度的盐,例如,

生化制备中常用的(NH4)2SO4 等和大多数缓冲液不干扰测定,特别适用于柱层析洗脱液的快速连续检测,因为此时只需测定蛋白质浓度的变化,而不需知道其绝对值。

此法的特点是测定蛋白质含量的准确度较差,干扰物质较多,在用标准曲线法测定蛋白质含量时,对那些与标准蛋白质中酪氨酸和色氨酸含量差异大的蛋白质有一定的误差,故该法适于用测定与标准蛋白质氨基酸组成相似的蛋白质。若样品中含有嘌呤、嘧啶及核酸等吸收紫外光的物质,会出现较大的干扰。核酸的干扰可以通过查校正表,再进行计算的方法加以适当的校正。但是因为不同的蛋白质和核酸的紫外吸收是不相同的,虽然经过校正,测定的结果还是存在一定的误差。

此外,进行紫外吸收法测定时,由于蛋白质吸收高峰常因pH的改变而有变化,因此要注意溶液的pH值,测定样品时的pH要与测定标准曲线的pH相一致。取待测样品制成蛋白浓度大约在0. 1～1. 0mgPmL的蛋白质溶液,用紫外分光光度计进行比色,对照标准曲线得出样品含氮量。每个样品做3次重复测定,取平均值。

(3)双缩脲法测定蛋白质含量

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,或能够以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。

此法的优点是测定较快速,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。

取待测样品制成蛋白浓度大约在1～10mgPmL的蛋白质溶液,加双缩脲试剂染色30min,用可见光分光光度计进行比色,对照标准曲线得出样品蛋白质含量。每个样品做3次重复测定,取平均值。

(4)考马斯亮蓝法测定蛋白质含量

由于双缩脲法(Biuret 法)存在明显的缺点和许多限制,因此1976年由Bradford建立的考马斯亮蓝法(Bradford法) ,这是根据蛋白质与染料相结合的原理设计的。这种蛋白质测定法具有超过其他几种方法的突出优点,因而正在得到广泛的应用。这一方法是目前灵敏度最高的蛋白质测定法。

【Bradford法的突出优点是:

a.灵敏度高。据估计,比Lowry法约高4倍,其最低蛋白质检测量可达1mg。这是因为蛋白质与染料结合后产生的颜色变化很大,蛋白质- 染料复合物有更高的消光系数,因而光

吸收值随蛋白质浓度的变化比Lowry法要大得多。

b.测定快速、简便,只需加一种试剂。完成一个样品的测定,只需要5min左右。由于染料与蛋白质结合的过程,大约只要2min即可完成,其颜色可以在1h内保持稳定,且在5

～20min之间,颜色的稳定性最好,因而完全不用像Lowry法那样费时和严格地控制时间。

c. 干扰物质少。如干扰Lowry法的、离子、Tris缓冲液、糖和蔗糖、甘油、巯基乙醇、EDTA等均不干扰此测定法。

此法的缺点是:

a.由于各种蛋白质中的精氨酸和芳香族氨基酸的含量不同,因此Bradford法用于不同蛋白质测定时有较大的偏差,在制作标准曲线时通常选用γ- 球蛋白为标准蛋白质,以减少这方面的偏差。

b.仍有一些物质干扰此法的测定,主要的干扰物质有:去污剂、TritonX- 100、十二烷基

硫酸钠(SDS)和0. 1N的NaOH。(如同0. 1N的酸干扰Lowry法一样) 。

c.标准曲线也有轻微的非线性,因而不能用Beer定律进行计算,而只能用标准曲线来测定未知蛋白质的浓度。】

取待测样品加入考马斯亮蓝G- 250试剂放置5min后,用可见光分光光度计比色,对照标准曲线得出样品蛋白质含量。每个样品做3次重复测定,取平均值。

2　结果与分析

2.1　实验结果

表1　样品蛋白质含量的测定结果

2.2实验结果分析

(1)凯氏定氮法可测出全部3种样品的蛋白含量,测试结果准确,只是蒸馏与吸收装置

复杂,不便于操作,实验过程所需时间较长,操作复杂。

(2)紫外吸收法无法测出牛奶、酸奶的蛋白含量,测出的豆浆蛋白含量也与实际值相差

较大,不具实际使用价值。此方法实验过程简单,适用于测试无色样品,对于有色样品需进行预处理,排除颜色干扰后才适用于此方法。

(3)双缩脲法适用于被测的3种样品,实验操作简便迅速,但其缺点是灵敏度较低,蛋白质量须在1～20mgPmL时测定结果较准确。因此实验前要估测被测样品的蛋白含量,把样

品稀释至蛋白浓度为1～20mgPmL。

(4)考马斯亮蓝染色法可以测出被测的全部3种样品,此方法快速、灵敏,但只有作微量蛋白测定时的结果才准确,因此在实验前应将样品稀释至蛋白浓度为0. 1～1mgPmL,而且实验必须在1h内完成,不然测试结果不准确。

（5）酚试剂法

原理：

蛋白质在碱性溶液中其肽键与Cu²⁺螯合，形成蛋白质一铜复合物，此复合物使酚试剂的磷钼酸还原，产生蓝色化合物，在一定条件下，利用蓝色深浅与蛋白质浓度的线性关系作标准曲线并测定样品中蛋白质的浓度。

优点：

操作简便，灵敏度高，比双缩脲法灵敏得多，样品中蛋白质含量高于5μg即可测得，是测定蛋白质含量应用得最广泛的方法之一。缺点：

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。

适用范围：

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

个人想法——

蛋白质是我们生活中不可或缺的东西，无论是各种乳制品还是一些保健产品，蛋白质的含量无疑是一个受人瞩目的指标。

然而，纵观我们现在使用的这些蛋白质检测方法，很明显的都有一个“不适合大规模检测”的特点，这对于现在的大规模生产模式显然不适用。而且，更为严重的是，所有的检测方法都会受到许多其它物质的干扰作用，之前闹得沸沸扬扬的三鹿奶粉事件就是利用了凯式定氮法中的检测漏洞（检测时检测的是氮元素的含量，那么，一些非来自于蛋白质的氮就会被当成蛋白质中的，从而“提高”了蛋白质的含量检测结果）

所以，不管怎么样，在蛋白质的检测中，我们可以进行多重物质鉴定，从而减小误差。凯式定氮法并不是不能用了，我们还可以增加检测步骤，比如之前先检测原料的成分。而一汽也是可以随着科技的不断发展来提升它的精确度的。

就现在的上述方法来讲，还是考马斯亮蓝法较为准确，虽然不适用于大规模检测，但是，当我们提高了产家的素质，完全可以只检测样品来确定蛋白质的含量。