Bradford法测定蛋白质浓度 (一)实验原理 双缩脲法(Biuret法)和Folin—酚试剂法(Lowry法)的明显缺点和许多限制,促使科学家们去寻找更好的蛋 白质溶液测定的方法。
1976年由Bradford建立的考马斯亮兰法(Bradford法),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。 考马斯亮兰G-250染料,在酸性溶液中与蛋白质结合,使染料的最大吸收峰的位置(max),由465nm变为595n m,溶液的颜色也由棕黑色变为兰色。
在595nm下测定的吸光度值A595,与蛋白质浓度成正比。 Bradford法的突出优点是: (1)灵敏度高,据估计比Lowry法约高四倍,其最低蛋白质检测量可达1g。
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法要大的 多。 (2)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5分钟左右。由于染料与蛋白质结合的 过程,大约只要2分钟即可完成,其颜色可以在1小时内保持稳定,且在5分钟至20分钟之间,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。 (3)干扰物质少。
如干扰Lowry法的K+、Na+、Mg2+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。
①凯氏定氮法 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。
定氮法,双缩尿法(Biuret法)、Folin-酚试剂法(Lowry法)和紫外吸收法。考马斯亮蓝法(Bradford法)。
凯氏定氮 灵敏度低,适用于0.2~ 1.0mg氮,误差为 ±2% 费时
8~10小时 将蛋白氮转化为氨,用酸吸收后滴定 非蛋白氮(可用三氯乙酸沉淀蛋白质而分离) 用于标准蛋白质含量的准确测定;干扰少;费时太长
双缩脲法(Biuret法) 灵敏度低 1~20mg 中速 20~30分钟 多肽键+碱性Cu2+®紫色络合物 硫酸铵;Tris缓冲液;某些氨基酸 用于快速测定,但不太灵敏;不同蛋白质显色相似
紫外吸收法 较为灵敏 50~100mg 快速 5~10分钟 蛋白质中的酪氨酸和色氨酸残基在280nm处的光吸收 各种嘌吟和嘧啶;
Folin-酚试剂法(Lowry法) 灵敏度高 ~5mg 慢速 40~60分钟 双缩脲反应;磷钼酸-磷钨酸试剂被Tyr和Phe还原 硫酸铵;Tris缓冲液;甘氨酸;
各种硫醇 耗费时间长;操作要严格计时;颜色深浅随不同蛋白质变化
考马斯亮蓝法(Bradford法) 灵敏度最高 1~5mg 快速5~15分钟 考马斯亮蓝染料与蛋白质结合时,其lmax由465nm变为595nm 强碱性缓冲液;
SDS 最好的方法;干扰物质少;颜色稳定; 颜色深浅随不同蛋白质变化
pro的测定方法分为两大类:一类是利用pro的共性,即含氮量,肽链和折射率测定pro含量,另一类是利用蛋白质中特定氨基酸残基、酸、碱性基团和芳香基团测定pro含量。
但是食品种类很多,食品中pro含量又不同,特别是其他成分,如碳水化合物,脂肪和维生素的干扰成分很多,因此pro的测定通常利用经典的剀氏定氮法是由样品消化成铵盐蒸馏,用标准酸液吸收,用标准酸或碱液滴定,由样品中含氮量计算出pro的含量。由于食品中pro含量不同又分为凯氏定氮常量法、半微量法和微量法,但它们的基本原理都是一样的。
使用凯氏定氮的方法检测蛋白质含量。
凯氏定氮法 凯氏定氮法
蛋白质测定的国标规定方法——凯氏定氮法介绍
【GB/T 5009.5—1985】
食品中蛋白质的测定方法
本标准适用于各类食品中蛋白质的测定。
1 原理
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。
2 试剂
所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
2.6 40%氢氧化钠溶液。
2.7 0.05N硫酸标准溶液或0.05N盐酸标准溶液。
3 仪器
定氮蒸馏装置:如图所示。
(图略)
4 操作方法
4.1 样品处理:精密称取0.2~2.0g固体样品或2~5g半固体样品或吸取10~20ml液体样品(约相当氮30~40mg),移入干燥的 100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸铜,3g硫酸钾及20ml硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45°角斜支于有小孔的石棉网上。小心加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5h。取下放冷,小心加20ml 水。放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸按同一方法做试剂空白试验。
4.2 按图装好定氮装置,于水蒸气发生瓶内装水至约2/3处,加甲基红指示液数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒玻璃珠以防暴沸,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
4.3 向接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示液1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml样品消化稀释液由小玻杯流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内,塞紧小玻杯的棒状玻塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻杯,提起玻塞使其缓缓流入反应室,立即将玻塞盖紧,并加水于小玻杯以防漏气。夹紧螺旋夹,开始蒸馏。蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5min。移动接受瓶,使冷凝管下端离开液面,再蒸馏1min。然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.05N硫酸或0.05N盐酸标准溶液滴定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10.0ml试剂空白消化液按4.3操作。
4.4 计算
式中:X——样品中蛋白质的含量,%;
V1——样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml;
V2——试剂空白消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml;
N——硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度;
0.014——1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数;
m——样品的质量(体积),g(ml);
F——氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15~17.6%,按16%计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为 5.30。
附加说明:
本标准由全国卫生标准技术委员会食品卫生标准分委员会提出,由卫生部食品卫生监督检验所归口。
本标准由卫生部食品卫生监督检验所负责起草。
通常有三种方法:
(1)茚三酮反应(ninhydrin reaction)
蛋白质水解后产生的氨基酸可发生茚三酮反应。除脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应生成黄色物质外,所有的α氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应生成蓝紫色物质。α氨基酸与茚三酮在弱酸性溶液中共热,反应后经失水脱羧生成氨基茚三酮,再与水合茚三酮反应生成紫红色,最终为蓝色物质。脯氨酸等仲胺氨基酸与茚三酮反应生成黄色物质。该反应可广泛用于各种氨基酸的定性或定量测定。
(2)双缩脲反应(biuret reaction)
蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热,呈现紫色或红色,此反应称为双缩脲反应,双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。该反应是肽键常用的反应,即在碱性铜溶液中,肽键与铜离子形成络合物,呈紫色(在540nm有最大光吸收峰)。
(3)考马斯亮蓝法:
即蛋白质与一种蛋白质染料考马斯亮蓝G250反应形成复合物,该复合物在595nm有最大光吸收峰。
注意:蛋白质遇硝酸也显色为黄色,不过这样蛋白质就变性了。
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