CN108956488A - 一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,包括如下步骤:(1)配制库马斯亮蓝G‑250试液;(2)称取壳聚糖或壳聚糖盐样品,制得浓度为5mg/ml的样品溶液;(3)配制不同浓度的蛋白质标准溶液,加入库马斯亮蓝G‑250试液,绘制吸光度‑‑‑浓度曲线;(4)向样品溶液中加入库马斯亮蓝G‑250试液,测定样品溶液在595nm处的吸光度,计算样品中蛋白质含量。本发明通过在低于2%的盐酸浓度的条件下,采用超声处理15min并在100℃水浴处理待检测的壳聚糖/壳聚糖盐体系,然后通过特定浓度的库马斯亮蓝G‑250进行染色,经595nm处的吸光度值进行检测,可以显著提高蛋白质检测数值的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,属于蛋白检测技术领域。
背景技术
库马斯亮蓝(Coomassie Bri1liant Blue)G-250是一种具有两种色调,在游离状态下呈红色,与蛋白质结合后转为青色,且其颜色深浅与蛋白质的浓度成正比的检测试剂。其颜色在 595nm处有最大光吸处,可用分光光度计进行测定。由于其特殊的性质,使其在蛋白质检测领域被广泛的应用。
YY/T 0606.7-2008中详细记载了利用库马斯亮蓝(Coomassie Brilliant Blue)G-250检测壳聚糖中的蛋白质的方法。包括库马斯亮蓝G-250试液的配制:称取库马斯亮蓝G-250 100mg 溶解于50mL的95%乙醇中,再加入85%的磷酸100mL,并用蒸馏水稀释至1000mL,置于棕色瓶内,室温贮存。蛋白质标准液(30μg/mL)的配制:精确吸取5%牛血清白蛋白标准液0.6 mL于1000mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,4℃下贮存。样品准备:精确称取105℃±2℃干燥至恒重的壳聚糖/壳聚糖盐约0.005g,置于样品管中,加1mL1%醋酸溶液/蒸馏水后,充分振荡混匀,使其完全溶解。测定步骤:制备蛋白质标准液系列,在标准液系列的各试管及样品试管中分别加入5mL的库马斯亮蓝G-250溶液。用漩涡式混合器使试管中溶液充分混合,并在室温20℃士10℃下放置15min。用不含蛋白质的样品作对照,用分光光度计测定 595nm处各标准管和样品管的吸光度。用标准管绘制吸光度---浓度曲线,根据样品的吸光度按标准曲线计算样品管的蛋白质浓度。然后按下式计算蛋白质含量ρ3(%):
式中:
ρ1——样品管中壳聚糖或壳聚糖盐浓度,单位为微克每毫升(ug/mL)
ρ2——样品管中蛋白质浓度,单位为微克每毫升(ug/mL)
但在实际检测过程中,发明人发现上述检测方法与实际蛋白质含量之间有一定差异,从而无法满足在壳聚糖或壳聚糖盐中对蛋白质的高精度检测。
虽然后续有科研人员对上述方法做了改进(韩婷、史国华等,《壳聚糖中蛋白质含量测定方法的研究》在《中国医疗器械杂志》2016年40卷第2期),采用盐酸替换磷酸实现了防止壳聚糖沉淀的问题,提高了蛋白质含量测定的准确度,但依然无法满足高精度蛋白质含量检测的需求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法。
本发明技术方案如下:
一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,包括如下步骤:
(1)将库马斯亮蓝溶解于体积百分比浓度为95%的乙醇溶液中,加入浓盐酸,库马斯亮蓝G-250与浓盐酸的质量体积比为2:1,单位为mg/ml,蒸馏水稀释至库马斯亮蓝浓度为100mg/L,制得库马斯亮蓝G-250试液;
(2)称取103~107℃干燥至恒重的壳聚糖或壳聚糖盐样品,溶解于质量百分比浓度为 1%的醋酸溶液中,混合均匀,超声波处理,然后沸水浴中处理25~35min,制得浓度为5mg/ml 的样品溶液;
(3)配制不同浓度的蛋白质标准溶液,加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液,测定595nm处各标准溶液的吸光度,绘制吸光度---浓度曲线;
(4)向步骤(2)制得的样品溶液中加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液,测定样品溶液在595nm处的吸光度,计算样品中蛋白质含量。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中,超声波处理条件为:温度20~24℃,频率35~45kHz,功率为400~500W,时间为12~18min。
根据本发明进一步优选的,所述步骤(2)中,超声波处理条件为:温度22℃,频率40kHz,功率为500W,时间为15min。
根据本发明优选的,所述步骤(3)中,不同浓度的蛋白质标准溶液采用如下步骤配制:
(i)精确吸取5%牛血清白蛋白标准液0.6mL,蒸馏水稀释定容至1000mL,制得浓度为30μg/mL的蛋白质标准溶液;
(ii)分别取步骤(i)配制的浓度为30μg/mL的蛋白质标准溶液0ml、0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.8ml、1.0ml,然后分别加入质量百分比浓度为1%的醋酸溶液1.0ml、0.9ml、0.8ml、0.6ml、0.2ml、0ml,制得蛋白质浓度为0ug/mL、3ug/mL、6ug/mL、12ug/mL、24ug /mL、30ug/mL的蛋白质标准溶液。
根据本发明优选的,所述步骤(4)中,库马斯亮蓝G-250试液的添加量为每毫升蛋白质样品溶液添加5ml库马斯亮蓝G-250试液。
根据本发明优选的,所述步骤(4)中,计算样品中蛋白质含量的步骤如下:
将测定样品溶液在595nm处的吸光度值代入步骤(3)中的吸光度---浓度曲线,计算获得样品蛋白质浓度ρ2,代入下式,计算获得样品中蛋白质含量ρ3;
式中:
ρ1——样品溶液中壳聚糖或壳聚糖盐浓度,单位为微克每毫升,
ρ2——样品溶液中蛋白质浓度,单位为微克每毫升。
检测原理
利用库马斯亮蓝G-250检测壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的过程中,由于壳聚糖溶于 pH小于6的酸性溶液中,因其等电点在6-6.5之间,所以在低pH中,壳聚糖的氨基基团质子化带正电荷而易溶,随着pH增加,壳聚糖氨基基团则去质子化不带电从而不溶。但本领域研究人员同时研究发现,在体系反应相同的时间,盐酸浓度越高,吸光度值越小,灵敏度越差。因此,现有技术认为选择盐酸浓度为5%实现壳聚糖的溶解和吸光度灵敏度的平衡是一个最佳的选择。但发明人通过研究发现,当采用1.85%的盐酸浓度配合超声波处理后,不仅可以解决壳聚糖溶解问题,而且当在595nm处的吸光度值进行检测时,可以显著提高蛋白质检测数值的准确度,这完全出乎了本领域技术人员的预料。发明人推测,可能是由于在低于2%的盐酸浓度的条件下,采用超声处理15min并在100℃水浴处理后,纯粹采用物理方法加强壳聚糖在1%的醋酸溶液中的溶解性,更利于形成均一的水相,从而使该体系中只有蛋白质和染色剂形成青色络合物,在595nm条件下具有自己独特的吸光度值。
有益效果
本发明通过在低于2%(1.85%)的盐酸浓度的条件下,采用超声处理15min并在100℃水浴处理待检测的壳聚糖/壳聚糖盐体系,然后通过特定浓度的库马斯亮蓝G-250进行染色,经595nm处的吸光度值进行检测,可以显著提高蛋白质检测数值的准确度。
附图说明
图1是实施例1的吸光度---浓度曲线结果照片;
图2是对比例1的吸光度---浓度曲线结果照片;
图3是对比例2的吸光度---浓度曲线结果照片;
图4是对比例3的吸光度---浓度曲线结果照片;
图5是对比例4的吸光度---浓度曲线结果照片;
图6是对比例5的吸光度---浓度曲线结果照片;
具体实施方式
下面结合实例对本发明的技术方案做进一步说明,但本发明所保护范围不限于此。
原料来源
库马斯亮蓝G-250购自SIGMA公司,CAS:6104-58-1lot#BCBL9406V;
牛血清白蛋白(粉末)购自Solarbio公司,CAT.NO.A8010,纯度≥98%;
浓盐酸购自J.T.Baker公司,浓度36.5-38%,Batch No:0000155827;
壳聚糖来源于山东大正医疗器械股份有限公司,蛋白质含量指标为<0.2%。
实例中所用试剂均为分析纯。
实施例1
一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,包括如下步骤:
(1)称取库马斯亮蓝G-250 100mg溶解于50mL的95%乙醇中,再加入浓盐酸50mL,并用蒸馏水稀释至1000mL,制得库马斯亮蓝G-250试液;
(2)称取105℃干燥至恒重的壳聚糖样品0.005g,溶解于1mL质量百分比浓度为1%的醋酸溶液中,混合均匀,在温度22℃、频率40kHz、功率500W条件下超声波处理15min,然后沸水浴中处理30min,制得浓度为5mg/ml的样品溶液;
(3)配制不同浓度的蛋白质标准溶液,加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液,测定595nm处各标准溶液的吸光度,绘制吸光度---浓度曲线;
配制浓度为30μg/mL的蛋白质标准液:精确吸取5%牛血清白蛋白标准液0.6mL于1000 mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,4℃下贮存;
按表1配制蛋白质标准液系列:
表1
试管号 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
蛋白质标准溶液/mL | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.0 |
1%醋酸溶液-蒸馏水/mL | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.6 | 0.2 | 0 |
蛋白质浓度/(ug/mL) | 0 | 3 | 6 | 12 | 24 | 30 |
在标准液系列的各试管及样品试管中分别加入步骤(1)配制的库马斯亮蓝G-250试液 5mL,用漩涡式混合器使试管中溶液充分混合,并在室温20℃士10℃下放置15min;用0号管作对照,用分光光度计测定595nm处各标准管和样品管的吸光度。
用标准管绘制吸光度---浓度曲线,根据样品的吸光度按标准曲线计算样品管的蛋白质浓度,标准溶液检测数据如表2所示:
表2
标准溶液浓度(ug/mL) | 3.33 | 6.67 | 13.33 | 26.67 | 33.33 |
吸光度 | 0.0126 | 0.0263 | 0.0442 | 0.0779 | 0.0971 |
根据表2的数据绘制吸光度---浓度曲线,如图1所示,
线性相关方程:C=365.53×A-2.2058r=0.9985
(4)向步骤(2)制得的样品溶液中加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液5mL,用漩涡式混合器使试管中溶液充分混合,并在室温20℃士10℃下放置15min;测定样品溶液在595nm处的吸光度,计算样品中蛋白质含量。
经检测,样品溶液的吸光度值为:YA1=0.0230YA2=0.0251
代入线性方程得其浓度为C1=6.14ug/mL C2=6.47ug/mL
按下式计算壳聚糖中蛋白质含量ρ3(%):
式中:
ρ1——样品管中壳聚糖浓度,单位为微克每毫升(ug/mL)
ρ2——样品管中蛋白质浓度,单位为微克每毫升(ug/mL)
壳聚糖称样量为5.85mg和5.97mg,经计算,蛋白质含量为6.14/(5.85×1000)×100%=0.105%,6.47/(5.97×1000)×100%=0.108%。
对比例1
采用韩婷、史国华等,《壳聚糖中蛋白质含量测定方法的研究》在《中国医疗器械杂志》 2016年40卷第2期中记载的方法检测实施例1的样品壳聚糖。标准溶液及样品测得数据如下:
标准溶液浓度(ug/mL) | 3.02 | 6.04 | 12.07 | 24.15 | 30.20 |
吸光度 | -0.0021 | 0.0002 | 0.0006 | 0.0013 | 0.0028 |
线性方程为C=5970.3A+11.700r=0.9104r<0.996,说明此方程可信度很低,样品溶液测得A1=0.0047A2=0.0049代入线性方程得C1=39.55ug/mL C2=40.91ug/mL,样品称样量为6.50mg和6.52mg,蛋白质含量为39.55/6500×100%=0.608%40.91/6520×100%=0.627%,此数值明显与实际情况不符,是实施例1测定结果0.106%的大约6倍多。
对比例2
如实施例1所述的一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,不同之处在于,仅仅采用充分振荡混匀,使其完全溶解。标准溶液及样品测定数据如下:
标准溶液浓度(ug/mL) | 3.33 | 6.67 | 13.33 | 26.67 | 33.33 |
吸光度 | 0.0076 | 0.0186 | 0.0375 | 0.0766 | 0.0964 |
线性相关方程为:C=339.92×A+0.5706r=0.9999样品称样量为5.31mg和6.37mg。
测得吸光度值为A1=0.0323A2=0.0561代入线性方程的C1=11.54ug/mL C2=19.65ug/mL,蛋白质含量为11.54/5310×100%=0.22%19.65/6370×100%=0.31%
超过了该产品蛋白质含量的最高限值0.20%。
原始数据见图3。
对比例3
如实施例1所述的一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,不同之处在于,采用在598nm处的吸光度值进行检测。
标准溶液浓度(ug/mL) | 3.02 | 6.04 | 12.07 | 24.15 | 30.20 |
吸光度 | 0.0020 | 0.0088 | 0.0178 | 0.0406 | 0.0566 |
线性相关方程为:C=510.51A+2.2339,r=0.9969。样品称样量为5.03mg和5.61mg。样品溶液测得吸光度为A1=0.0216A2=0.0244,代入线性方程得C1=13.26ug/mLC2=14.71ug/mL,蛋白质含量为13.26/5030×100%=0.264%14.71/5610×100%=0.262%,测定结果比在595nm条件下偏大。
对比例4
如实施例1所述的一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,不同之处在于,库马斯亮蓝G-250试液的浓度为80mg/L。标准溶液及样品测定数据如下:
标准溶液浓度(ug/mL) | 3.02 | 6.04 | 12.07 | 24.15 | 30.20 |
吸光度 | 0.0029 | 0.0087 | 0.0156 | 0.0270 | 0.0390 |
线性相关方程为:C=799.29A+0.2006,相关系数r=0.9917。r<0.996,说明此线性方程可信度很低。样品称样量为5.67mg和5.47mg。样品溶液测得吸光度为A1=0.0141A2=0.0144,代入线性方程得C1=11.50ug/mL C2=11.69ug/mL,蛋白质含量为11.50/5670×100%=0.203%11.69/5470×100%=0.214%,测定结果也明显偏高,说明选择的80mg/L的马斯亮蓝G-250试液的浓度也是不合理的。
对比例5
一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,包括如下步骤:
(1)称取库马斯亮蓝G-250 100mg溶解于50mL的95%乙醇中,再加入85%的磷酸100 mL,并用蒸馏水稀释至1000mL,制得库马斯亮蓝G-250试液;
(2)称取103℃干燥至恒重的壳聚糖样品0.005g,溶解于1mL质量百分比浓度为1%的醋酸溶液中,混合均匀,在温度24℃、频率35kHz、功率400W条件下超声波处理18min,制得浓度为5mg/ml的样品溶液;
(3)配制不同浓度的蛋白质标准溶液,加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液,测定595nm处各标准溶液的吸光度,绘制吸光度---浓度曲线;
配制浓度为30μg/mL的蛋白质标准液:精确吸取5%牛血清白蛋白标准液0.6mL于1000 mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,4℃下贮存;
按表3配制蛋白质标准液系列:
表3
试管号 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
蛋白质标准溶液/mL | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.0 |
1%醋酸溶液-蒸馏水/mL | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.6 | 0.2 | 0 |
蛋白质浓度/(ug/mL) | 0 | 3 | 6 | 12 | 24 | 30 |
在标准液系列的各试管及样品试管中分别加入步骤(1)配制的库马斯亮蓝G-250试液 5mL,用漩涡式混合器使试管中溶液充分混合,并在室温20℃士10℃下放置15min;用0号管作对照,用分光光度计测定595nm处各标准管和样品管的吸光度。
用标准管绘制吸光度---浓度曲线,根据样品的吸光度按标准曲线计算样品管的蛋白质浓度,标准溶液检测数据如表4所示:
表4
标准溶液浓度(ug/mL) | 3.12 | 6.23 | 12.46 | 24.93 | 31.16 |
吸光度 | 0.0328 | 0.0504 | 0.1270 | 0.2254 | 0.2810 |
根据表4的数据绘制吸光度---浓度曲线。
线性相关方程::C=111.29×A-0.3725r=0.9976
(4)向步骤(2)制得的样品溶液中加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液5mL,用漩涡式混合器使试管中溶液充分混合,并在室温20℃士10℃下放置15min;测定样品溶液在595nm处的吸光度,计算样品中蛋白质含量。
经检测,样品溶液的吸光度值为::C=111.29×A-0.3725r=0.9976
代入线性方程得其浓度为C1=36.836ug/mL C2=42.698ug/mL
按下式计算壳聚糖中蛋白质含量ρ3(%):
式中:
ρ1——样品管中壳聚糖浓度,单位为微克每毫升(ug/mL)
ρ2——样品管中蛋白质浓度,单位为微克每毫升(ug/mL)
壳聚糖称样量为5.63mg和6.02mg,经计算,蛋白质含量为36.836/(5.63×1000)×100%=0.65%,42.698/(6.02×1000)×100%=0.709%。
采用磷酸配制的库马斯亮蓝,数值也明显与实际情况不符。
Claims (6)
1.一种壳聚糖或壳聚糖盐中蛋白质含量的测定方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将库马斯亮蓝溶解于体积百分比浓度为95%的乙醇溶液中,加入浓盐酸,库马斯亮蓝G-250与浓盐酸的质量体积比为2:1,单位为mg/ml,蒸馏水稀释至库马斯亮蓝浓度为100mg/L,制得库马斯亮蓝G-250试液;
(2)称取103~107℃干燥至恒重的壳聚糖或壳聚糖盐样品,溶解于质量百分比浓度为1%的醋酸溶液中,混合均匀,超声波处理,然后沸水浴中处理25~35min,制得浓度为5mg/ml的样品溶液;
(3)配制不同浓度的蛋白质标准溶液,加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液,测定595nm处各标准溶液的吸光度,绘制吸光度---浓度曲线;
(4)向步骤(2)制得的样品溶液中加入步骤(1)制得库马斯亮蓝G-250试液,测定样品溶液在595nm处的吸光度,计算样品中蛋白质含量。
2.如权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(2)中,超声波处理条件为:温度20~24℃,频率35~45kHz,功率为400~500W,时间为12~18min。
3.如权利要求2所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(2)中,超声波处理条件为:温度22℃,频率40kHz,功率为500W,时间为15min。
4.如权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(3)中,不同浓度的蛋白质标准溶液采用如下步骤配制:
(i)精确吸取5%牛血清白蛋白标准液0.6mL,蒸馏水稀释定容至1000mL,制得浓度为30μg/mL的蛋白质标准溶液;
(ii)分别取步骤(i)配制的浓度为30μg/mL的蛋白质标准溶液0ml、0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.8ml、1.0ml,然后分别加入质量百分比浓度为1%的醋酸溶液1.0ml、0.9ml、0.8ml、0.6ml、0.2ml、0ml,制得蛋白质浓度为0ug/mL、3ug/mL、6ug/mL、12ug/mL、24ug/mL、30ug/mL的蛋白质标准溶液。
5.如权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(4)中,库马斯亮蓝G-250试液的添加量为每毫升蛋白质样品溶液添加5ml库马斯亮蓝G-250试液。
6.如权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(4)中,计算样品中蛋白质含量的步骤如下:
将测定样品溶液在595nm处的吸光度值代入步骤(3)中的吸光度---浓度曲线,计算获得样品蛋白质浓度ρ2,代入下式,计算获得样品中蛋白质含量ρ3;
式中:
ρ1——样品溶液中壳聚糖或壳聚糖盐浓度,单位为微克每毫升,
ρ2——样品溶液中蛋白质浓度,单位为微克每毫升。
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