Bradford法測定蛋白質(zhì)濃度 (一)實(shí)驗原理 雙縮脲法(Biuret法)和Folin—酚試劑法(Lowry法)的明顯缺點(diǎn)和許多限制,促使科學(xué)家們去尋找更好的蛋 白質(zhì)溶液測定的方法。
1976年由Bradford建立的考馬斯亮蘭法(Bradford法),是根據蛋白質(zhì)與染料相結合的原理設計的。這種蛋白 質(zhì)測定法具有超過(guò)其他幾種方法的突出優(yōu)點(diǎn),因而正在得到廣泛的應用。
這一方法是目前靈敏度最高的蛋白質(zhì)測定 法。 考馬斯亮蘭G-250染料,在酸性溶液中與蛋白質(zhì)結合,使染料的最大吸收峰的位置(?max),由465nm變?yōu)?95n m,溶液的顏色也由棕黑色變?yōu)樘m色。
在595nm下測定的吸光度值A595,與蛋白質(zhì)濃度成正比。 Bradford法的突出優(yōu)點(diǎn)是: (1)靈敏度高,據估計比Lowry法約高四倍,其最低蛋白質(zhì)檢測量可達1?g。
這是因為蛋白質(zhì)與染料結合后產(chǎn)生 的顏色變化很大,蛋白質(zhì)-染料復合物有更高的消光系數,因而光吸收值隨蛋白質(zhì)濃度的變化比Lowry法要大的 多。 (2)測定快速、簡(jiǎn)便,只需加一種試劑。
完成一個(gè)樣品的測定,只需要5分鐘左右。由于染料與蛋白質(zhì)結合的 過(guò)程,大約只要2分鐘即可完成,其顏色可以在1小時(shí)內保持穩定,且在5分鐘至20分鐘之間,顏色的穩定性最好。
因而完全不用像Lowry法那樣費時(shí)和嚴格地控制時(shí)間。 (3)干擾物質(zhì)少。
如干擾Lowry法的K+、Na+、Mg2+離子、Tris緩沖液、糖和蔗糖、甘油、巰基乙醇、EDTA等均不 干擾此測定法。
①凱氏定氮法 原理:蛋白質(zhì)平均含氮量為16%。
當樣品與濃硫酸共熱,蛋白氮轉化為銨鹽,在強堿性條件下將氨蒸出,用加有指示劑的硼酸吸收,最后用標準酸滴定硼酸,通過(guò)標準酸的用量即可求出蛋白質(zhì)中的含氮量和蛋白質(zhì)含量。 ②雙縮脲法 原理:尿素在180℃下脫氨生成雙縮脲,在堿性溶液中雙縮脲可與Cu2+形成穩定的紫紅色絡(luò )合物。
蛋白質(zhì)中的肽鍵實(shí)際上就是酰胺鍵,故多肽、蛋白質(zhì)等都有雙縮脲(biuret)反應,產(chǎn)生藍色或紫色復合物。比色定蛋白質(zhì)含量。
缺點(diǎn):靈敏度低,樣品必須可溶,在大量糖類(lèi)共存和含有脯氨酸的肽中顯色不好。其 精確度 較差 (數mg),且會(huì )受樣品中 硫酸銨 及 Tris 的干擾,但 準確度 較高,不受蛋白質(zhì)的種類(lèi)影響。
③Folin酚法(Lowry) Folin酚法是biuret 法的延伸,所用試劑由試劑甲和乙兩部分組成。試劑甲相當于雙縮脲試劑(堿性銅試劑),試劑乙中含有磷鉬酸和磷鎢酸。
在堿性條件下,蛋白質(zhì)中的巰基和酚基等可將Cu2+還原成Cu+, Cu+能定量地與Folin-酚試劑反應生成藍色物質(zhì),600nm比色測定蛋白質(zhì)含量。 靈敏度較高(約 0.1 mg),但較麻煩,也會(huì )受 硫酸銨 及 硫醇化合物 的干擾。
步驟中各項試劑的混合,要特別注意均勻澈底,否則會(huì )有大誤差。 ④紫外法 280nm光吸收法:利用Tyr在280nm在吸收進(jìn)行測定。
280nm-260nm的吸收差法:若樣品液中有少量核酸共存按下式計算: 蛋白質(zhì)濃度(mg/ml)=1.24E280-0.74E260 (280 260為角標) ⑤色素結合法(Bradford 法) 直接測定法:利用蛋白質(zhì)與色素分子(Coomassie Brilliant Blue G-250)結合物的光吸收用分光光度法進(jìn)行測定。 考馬斯亮蘭(CBG)染色法測定蛋白質(zhì)含量。
CBG 有點(diǎn)像指示劑,會(huì )在不同的酸堿度下變色;在酸性下是茶色,在中性下為藍色。當 CBG接到蛋白質(zhì)上去的時(shí)候,因為蛋白質(zhì)會(huì )提供 CBG一個(gè)較為中性的環(huán)境,因此會(huì )變成藍色。
當樣本中的蛋白質(zhì)越多,吸到蛋白質(zhì)上的CBG也多,藍色也會(huì )增強。因此,藍色的呈色強度,是與樣本中的蛋白質(zhì)量成正比。
間接測定法:蛋白質(zhì)與某些酸性或堿性色素分子結合形成不溶性的鹽沉淀。用分光光度計測定未結合的色素,以每克樣品結合色素的量來(lái)表示蛋白質(zhì)含量的多少。
⑥BCA法 BCA(Bicinchoninc acid procedure,4,4'-二羧-2,2'-二喹啉)法與Lowry法相似,主要差別在堿性溶液中,蛋白質(zhì)使Cu2+轉變Cu+后,進(jìn)一步以BCA 取代Folin試劑與Cu+結合產(chǎn)生深紫色,在波長(cháng)562 nm有強的吸收。 它的優(yōu)點(diǎn)在于堿性溶液中BCA 比Folin試劑穩定,因此BCA與堿性銅離子溶液結合的呈色反應只需一步驟即完成。
靈敏度Lowry法相似。 本方法對于陰離子、非離子性及二性離子的清潔劑和尿素較具容忍度,較不受干擾,但會(huì )受還原糖 及EDTA的干擾。
⑦膠體金測定法 膠體金(colloidal gold)是氯金酸(chloroauric acid)的水溶膠,呈洋紅色,具有高電子密度,并能與多種生物大分子結合。 膠體金是一種帶負電荷的疏水膠體遇蛋白質(zhì)轉變?yōu)樗{色,顏色的改變與蛋白質(zhì)有定量關(guān)系,可用于蛋白質(zhì)的定量測定。
⑧其他方法 有些蛋白質(zhì)含有特殊的 非蛋白質(zhì)基團,如 過(guò)氧化物酶含有 亞鐵血紅素基團,可測 403 nm 波長(cháng)的吸光來(lái)定量之。 含特殊金屬的酶 (如鎘),則可追蹤該金屬。
定氮法,雙縮尿法(Biuret法)、Folin-酚試劑法(Lowry法)和紫外吸收法。考馬斯亮藍法(Bradford法)。
凱氏定氮 靈敏度低,適用于0.2~ 1.0mg氮,誤差為 ±2% 費時(shí)
8~10小時(shí) 將蛋白氮轉化為氨,用酸吸收后滴定 非蛋白氮(可用三氯乙酸沉淀蛋白質(zhì)而分離) 用于標準蛋白質(zhì)含量的準確測定;干擾少;費時(shí)太長(cháng)
雙縮脲法(Biuret法) 靈敏度低 1~20mg 中速 20~30分鐘 多肽鍵+堿性Cu2+?紫色絡(luò )合物 硫酸銨;Tris緩沖液;某些氨基酸 用于快速測定,但不太靈敏;不同蛋白質(zhì)顯色相似
紫外吸收法 較為靈敏 50~100mg 快速 5~10分鐘 蛋白質(zhì)中的酪氨酸和色氨酸殘基在280nm處的光吸收 各種嘌吟和嘧啶;
Folin-酚試劑法(Lowry法) 靈敏度高 ~5mg 慢速 40~60分鐘 雙縮脲反應;磷鉬酸-磷鎢酸試劑被Tyr和Phe還原 硫酸銨;Tris緩沖液;甘氨酸;
各種硫醇 耗費時(shí)間長(cháng);操作要嚴格計時(shí);顏色深淺隨不同蛋白質(zhì)變化
考馬斯亮藍法(Bradford法) 靈敏度最高 1~5mg 快速5~15分鐘 考馬斯亮藍染料與蛋白質(zhì)結合時(shí),其lmax由465nm變?yōu)?95nm 強堿性緩沖液;
SDS 最好的方法;干擾物質(zhì)少;顏色穩定; 顏色深淺隨不同蛋白質(zhì)變化
pro的測定方法分為兩大類(lèi):一類(lèi)是利用pro的共性,即含氮量,肽鏈和折射率測定pro含量,另一類(lèi)是利用蛋白質(zhì)中特定氨基酸殘基、酸、堿性基團和芳香基團測定pro含量。
但是食品種類(lèi)很多,食品中pro含量又不同,特別是其他成分,如碳水化合物,脂肪和維生素的干擾成分很多,因此pro的測定通常利用經(jīng)典的剴氏定氮法是由樣品消化成銨鹽蒸餾,用標準酸液吸收,用標準酸或堿液滴定,由樣品中含氮量計算出pro的含量。由于食品中pro含量不同又分為凱氏定氮常量法、半微量法和微量法,但它們的基本原理都是一樣的。
使用凱氏定氮的方法檢測蛋白質(zhì)含量。
凱氏定氮法 凱氏定氮法
蛋白質(zhì)測定的國標規定方法——凱氏定氮法介紹
【GB/T 5009.5—1985】
食品中蛋白質(zhì)的測定方法
本標準適用于各類(lèi)食品中蛋白質(zhì)的測定。
1 原理
蛋白質(zhì)是含氮的有機化合物。食品與硫酸和催化劑一同加熱消化,使蛋白質(zhì)分解,分解的氨與硫酸結合生成硫酸銨。然后堿化蒸餾使氨游離,用硼酸吸收后再以硫酸或鹽酸標準溶液滴定,根據酸的消耗量乘以換算系數,即為蛋白質(zhì)含量。
2 試劑
所有試劑均用不含氨的蒸餾水配制。
2.1 硫酸銅。
2.2 硫酸鉀。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液:1份0.1%甲基紅乙醇溶液與5份0.1%溴甲酚綠乙醇溶液臨用時(shí)混合。也可用2份0.1%甲基紅乙醇溶液與1份0.1%次甲基藍乙醇溶液臨用時(shí)混合。
2.6 40%氫氧化鈉溶液。
2.7 0.05N硫酸標準溶液或0.05N鹽酸標準溶液。
3 儀器
定氮蒸餾裝置:如圖所示。
(圖略)
4 操作方法
4.1 樣品處理:精密稱(chēng)取0.2~2.0g固體樣品或2~5g半固體樣品或吸取10~20ml液體樣品(約相當氮30~40mg),移入干燥的 100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸銅,3g硫酸鉀及20ml硫酸,稍搖勻后于瓶口放一小漏斗,將瓶以45°角斜支于有小孔的石棉網(wǎng)上。小心加熱,待內容物全部炭化,泡沫完全停止后,加強火力,并保持瓶?jì)纫后w微沸,至液體呈藍綠色澄清透明后,再繼續加熱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,混勻備用。取與處理樣品相同量的硫酸銅、硫酸鉀、硫酸按同一方法做試劑空白試驗。
4.2 按圖裝好定氮裝置,于水蒸氣發(fā)生瓶?jì)妊b水至約2/3處,加甲基紅指示液數滴及數毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入數粒玻璃珠以防暴沸,用調壓器控制,加熱煮沸水蒸氣發(fā)生瓶?jì)鹊乃?
4.3 向接收瓶?jì)燃尤?0ml 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樣品消化稀釋液由小玻杯流入反應室,并以10ml水洗滌小燒杯使流入反應室內,塞緊小玻杯的棒狀玻塞。將10ml 40%氫氧化鈉溶液倒入小玻杯,提起玻塞使其緩緩流入反應室,立即將玻塞蓋緊,并加水于小玻杯以防漏氣。夾緊螺旋夾,開(kāi)始蒸餾。蒸氣通入反應室使氨通過(guò)冷凝管而進(jìn)入接收瓶?jì)龋麴s5min。移動(dòng)接受瓶,使冷凝管下端離開(kāi)液面,再蒸餾1min。然后用少量水沖洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.05N硫酸或0.05N鹽酸標準溶液滴定至灰色或藍紫色為終點(diǎn)。
同時(shí)吸取10.0ml試劑空白消化液按4.3操作。
4.4 計算
式中:X——樣品中蛋白質(zhì)的含量,%;
V1——樣品消耗硫酸或鹽酸標準液的體積,ml;
V2——試劑空白消耗硫酸或鹽酸標準液的體積,ml;
N——硫酸或鹽酸標準溶液的當量濃度;
0.014——1N硫酸或鹽酸標準溶液1ml相當于氮克數;
m——樣品的質(zhì)量(體積),g(ml);
F——氮換算為蛋白質(zhì)的系數。蛋白質(zhì)中的氮含量一般為15~17.6%,按16%計算乘以6.25即為蛋白質(zhì),乳制品為6.38,面粉為5.70,玉米、高粱為6.24,花生為5.46,米為5.95,大豆及其制品為5.71,肉與肉制品為6.25,大麥、小米、燕麥、裸麥為5.83,芝麻、向日葵為 5.30。
附加說(shuō)明:
本標準由全國衛生標準技術(shù)委員會(huì )食品衛生標準分委員會(huì )提出,由衛生部食品衛生監督檢驗所歸口。
本標準由衛生部食品衛生監督檢驗所負責起草。
通常有三種方法:
(1)茚三酮反應(ninhydrin reaction)
蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生茚三酮反應。除脯氨酸、羥脯氨酸和茚三酮反應生成黃色物質(zhì)外,所有的α氨基酸及一切蛋白質(zhì)都能和茚三酮反應生成藍紫色物質(zhì)。α氨基酸與茚三酮在弱酸性溶液中共熱,反應后經(jīng)失水脫羧生成氨基茚三酮,再與水合茚三酮反應生成紫紅色,最終為藍色物質(zhì)。脯氨酸等仲胺氨基酸與茚三酮反應生成黃色物質(zhì)。該反應可廣泛用于各種氨基酸的定性或定量測定。
(2)雙縮脲反應(biuret reaction)
蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱,呈現紫色或紅色,此反應稱(chēng)為雙縮脲反應,雙縮脲反應可用來(lái)檢測蛋白質(zhì)水解程度。該反應是肽鍵常用的反應,即在堿性銅溶液中,肽鍵與銅離子形成絡(luò )合物,呈紫色(在540nm有最大光吸收峰)。
(3)考馬斯亮藍法:
即蛋白質(zhì)與一種蛋白質(zhì)染料考馬斯亮藍G250反應形成復合物,該復合物在595nm有最大光吸收峰。
注意:蛋白質(zhì)遇硝酸也顯色為黃色,不過(guò)這樣蛋白質(zhì)就變性了。
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