一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1、學(xué)習(xí)紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的原理;
2、掌握紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)技術(shù);
3、掌握UV-1700PC紫外-可見分光光度計(jì)的使用方法并了解此儀器的主要構(gòu)造。
二、實(shí)驗(yàn)原理
紫外-可見吸收光譜法又稱紫外-可見分光光度法,它是研究分子吸收190nm~750nm波長范圍內(nèi)的吸收光譜,是以溶液中物質(zhì)分子對光的選擇性吸收為基礎(chǔ)而建立起來的一類分析方法。紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生是由于分子的外層價(jià)電子躍遷的結(jié)果,其吸收光譜為分子光譜,是帶光譜。
進(jìn)行定性:利用紫外-可見吸收光譜法進(jìn)行定性分析一般采用光譜比較法。即將未知純化合物的吸收光譜特征,如吸收峰的數(shù)目、位置、相對強(qiáng)度以及吸收峰的形狀與已知純化合物的吸收光譜進(jìn)行比較。
定量分析:紫外-可見吸收光譜法進(jìn)行定量分析的依據(jù)是朗伯-比爾定律:A=lgI0/I=εbc,當(dāng)入射光波長λ及光程b一定時(shí),在一定濃度范圍內(nèi),有色物質(zhì)的吸光度A與該物質(zhì)的濃度c成正比,即物質(zhì)在一定波長處的吸光度與它的濃度成線形關(guān)系。因此,通過測定溶液對一定波長入射光的吸光度,就可求出溶液中物質(zhì)濃度和含量。由于最大吸收波長λmax處的摩爾吸收系數(shù)最大,通常都是測量λmax的吸光度,以獲得最大靈敏度。
光度分析時(shí),分別將空白溶液和待測溶液裝入厚度為b的兩個(gè)吸收池中,讓一束一定波長的平行單色光非別照射空白和待測溶液,以通過空白溶液的透光強(qiáng)度為I0,通過待測溶液的透光強(qiáng)度為I,根據(jù)上式,由儀器直接給出I0與I之比的對數(shù)值即吸光度。
紫外-可見分光光度計(jì):紫外-可見吸收光譜法所采用的儀器稱為分光光度計(jì),它的主要部件有五個(gè)部分組成,即:光源;單色器;吸收池;檢測器;信號顯示器。
由光源發(fā)出的復(fù)合光經(jīng)過單色器分光后即可獲得任一所需波長的平行單色光,該單色光通過樣品池靜樣品溶液吸收后,通過光照到光電管或光電倍增管等檢測器上產(chǎn)生光電流,產(chǎn)生的光電流由信號顯示器直接讀出吸光度A。可見光區(qū)采用鎢燈光源、玻璃吸收池;紫外光區(qū)采用氘燈光源、石英吸收池。
本實(shí)驗(yàn)采用紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)原理:
(1)蛋白質(zhì)可作定量分析的原因:蛋白質(zhì)中酪氨酸和色氨酸殘基的苯環(huán)含有共軛雙鍵,所以蛋白質(zhì)溶液在275 280nm具有一個(gè)吸收紫外吸收高峰。在一定濃度范圍內(nèi),蛋白質(zhì)溶液在最大吸收波長處的吸光度與其濃度成正比,服從朗伯-比耳定律,因此可作定量分析。該法測定蛋白質(zhì)的濃度范圍為0.1—1.0mg/mL。
(2)此種方法測量的準(zhǔn)確度差一點(diǎn)的原因:由于不同蛋白質(zhì)中酪氨酸和色氨酸的含量不同,所處的微環(huán)境也不同,所以不同蛋白質(zhì)溶液在280nm的光吸收職也不同。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),濃度為1.0 mg/mL的1800種蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)亞基在280nm的吸光度在0.3—3.0之間,平均值為1.25+/-0.51。所以此種方法測量的準(zhǔn)確度差一點(diǎn)。
(3)有嘌呤、嘧啶等核酸類干擾時(shí)的經(jīng)驗(yàn)公式:若樣品中含有嘌呤、嘧啶等核酸類吸收紫外光的物質(zhì),在280nm處來測量蛋白質(zhì)含量時(shí),會(huì)有較大的干擾。核酸在260nm處的光吸收比280nm更強(qiáng),但蛋白質(zhì)卻恰恰相反,因此可利用280nm及260nm的吸收差來計(jì)算蛋白質(zhì)的含量。常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
蛋白質(zhì)濃度(mg/mL)=1.45A280-0.74A260(A280和A260分別為蛋白質(zhì)溶液在280nm和260nm處測得的吸光度值)
還可以通過下述經(jīng)驗(yàn)公式直接計(jì)算出溶液中的蛋白質(zhì)的含量:蛋白質(zhì)濃度(mg/mL)=F*A280*D*1/d
其中A280為蛋白質(zhì)溶液在280nm處測得的吸光度值;d為石英比色皿的厚度(cm);D為溶液的稀釋倍數(shù);F為校正因子
(4)稀溶液中蛋白質(zhì)濃度測定的經(jīng)驗(yàn)公式:蛋白質(zhì)的肽鍵在200—250nm有強(qiáng)的紫外吸收。其光吸收強(qiáng)度在一定范圍與濃度成正比,其波長越短,光吸收越強(qiáng)。若選用215nm可減少干擾及光散射,用215nm和225nm光吸收差值與單一波長測定相比,可減少非蛋白質(zhì)成分引起的誤差,因此,對稀溶液中蛋白質(zhì)濃度測定,可選用215nm和225nm光吸收差法。常用下列經(jīng)驗(yàn)公式:
蛋白質(zhì)濃度(mg/mL)=0.144(A215-A225)
(A215和A225分別為蛋白質(zhì)溶液在215nm和225nm處測得的吸光度值)
三、儀器與試劑
儀器:UV-1700PC紫外-可見分光光度計(jì),比色管(10ml的5個(gè)),吸量管。
試劑:標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液:3.00 mg/mL溶液、0.9%NaCl溶液,待測蛋白質(zhì)溶液。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
〈一〉準(zhǔn)備工作
1.啟動(dòng)計(jì)算機(jī),打開主機(jī)電源開關(guān),啟動(dòng)工作站并初始化儀器。
2.在工作界面上選擇測量項(xiàng)目(光譜掃描,光度測量),本實(shí)驗(yàn)選擇光度測量,設(shè)置測量條件(測量波長等)。
3.將空白放入測量池中,點(diǎn)擊START掃描空白,點(diǎn)擊ZERO校零。
4.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。
〈二〉測量工作
1.吸收曲線的繪制:用吸量管吸取2mL3.00mg/mL標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液于10mL比色管中,用0.9%NaCl溶液稀釋至刻度,搖勻。用25px石英比色皿,以0.9%NaCl溶液為參比,在190 nm~400nm區(qū)間,測量吸光度。
2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:用吸量管分別吸取1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL 3.00 mg.mL-1標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液于5只10 mL比色管中,用0.9%NaCl溶液稀釋至刻度,搖勻。用1 cm石英比色皿,以0.9%NaCl溶液為參比,在280 nm處分別測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度A278記錄所得讀數(shù)。
3.樣品測定:取適量濃度的待測蛋白質(zhì)溶液3 mL,用0.9%NaCl溶液稀釋至刻度,搖勻,按上述方法測定278nm處的吸光度。平行測定三份。
五、數(shù)據(jù)處理:
1.以波長為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制吸收曲線,找出最大吸收波長。由吸收曲線可得最大吸收波長λmax=278nm
2.以標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
平均濃度=0.641088 mg/mL
SD=0.009434
RSD=1.4715%
當(dāng)置信度為P=95%時(shí),f=2,t0.95,2=4.3
在誤差允許的范圍內(nèi),蛋白質(zhì)的含量為0.641088mg/mL