分子與細(xì)胞生物學(xué)，
蛋白質(zhì)組學(xué)或者
抗體藥物開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，通常需要對(duì)
蛋白樣品進(jìn)行濃縮，以提高樣品的濃度并進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)分析。盡管蛋白樣品濃縮的實(shí)驗(yàn)室常規(guī)方法有多種，然而，
離心濃縮方法由于具有
快速、高通量的特點(diǎn)，每次可處理多達(dá) 100 – 200個(gè)樣品，因而越來(lái)越普及。
，
蛋白質(zhì)的性質(zhì)比較“嬌貴"，
溫度稍高就容易失活，甚至變性而沉淀下來(lái)，造成實(shí)際有效樣品的損失。因此，對(duì)蛋白樣品進(jìn)行離心濃縮過(guò)程中，需注意控制樣品的溫度。
也許會(huì)有小伙伴問(wèn)，蛋白質(zhì)在濃縮的過(guò)程中溫度會(huì)怎樣變化呢？會(huì)升高還是降低？要想說(shuō)清楚這個(gè)問(wèn)題，就必須先從
離心濃縮儀的原理講起。
離心濃縮儀主要依靠?jī)蓚€(gè)機(jī)制加速樣品溶劑的蒸發(fā)而達(dá)到濃縮目的：一是
抽真空，二是
加熱。
抽真空是依靠
降低樣品上方的蒸氣壓來(lái)加速樣品中溶劑的蒸發(fā)，所以離心濃縮儀都有一個(gè)
真空泵，同時(shí)配備一個(gè)冷阱，讓
冷阱中的低溫造成極低的蒸氣壓。此外，一般非溫度敏感的樣品，其溶劑也可通過(guò)也可通過(guò)離心腔室本身配有的加熱裝置加速揮發(fā)，從而更快地被真空系統(tǒng)抽走。
離心濃縮儀原理圖 另外，這里還有一個(gè)大家經(jīng)常混淆的概念：
冷阱溫度和樣本溫度的關(guān)系
圖中冷阱的作用是為了使用低溫造成極低的蒸氣壓，通過(guò)相連的管道與樣品的蒸氣壓形成壓差，把溶劑蒸汽“抽到"冷阱里或通過(guò)真空泵排出系統(tǒng)。圖中可以看出，冷阱與樣本離心區(qū)處于不同的腔體，因此蛋白樣品在濃縮過(guò)程中的溫度與冷阱沒(méi)有關(guān)系，冷阱溫度再低，樣品的溫度也可能在室溫以上。
所以冷阱溫度不會(huì)直接明顯影響樣本溫度！ 所以，為了保證“嬌貴"的蛋白質(zhì)能夠保持活性，我們需要采用其他方式管控離心區(qū)的樣本溫度！
首先，我們來(lái)看看
蛋白樣品離心濃縮過(guò)程的溫度變化，這將幫助我們認(rèn)識(shí)應(yīng)當(dāng)如何調(diào)控溫度。如前所述，對(duì)于蛋白類樣品而言，由于其對(duì)溫度敏感，加熱蒸發(fā)方式較少采用，而主要是依靠抽真空來(lái)加速溶劑蒸發(fā)。所以我們這里主要看抽真空條件下樣本溫度的變化。使用單純的抽真空方式對(duì)蛋白樣品進(jìn)行離心濃縮，樣品的溫度也并非恒定在室溫上下，而是經(jīng)歷一個(gè)
先降溫后升溫的過(guò)程。
在
濃縮初期，由于樣品中的溶劑快速蒸發(fā)會(huì)帶走大量的熱量，
樣品溫度隨之而下降，甚至可能降到熔點(diǎn)以下，導(dǎo)致
樣品凍結(jié)，蒸發(fā)速率不但沒(méi)有加快反而變慢（畢竟冰的升華要比水的蒸發(fā)慢很多）。隨著蒸發(fā)的不斷進(jìn)行，樣品量越來(lái)越少，溶劑蒸發(fā)速度也就越來(lái)越慢，
樣品的溫度就會(huì)慢慢回升。與此同時(shí)，離心濃縮儀的馬達(dá)因?yàn)榭焖傩D(zhuǎn)而產(chǎn)熱，并不斷地將熱量帶到離心腔室中，樣品就會(huì)
被動(dòng)加熱。有數(shù)據(jù)顯示，即使不開(kāi)啟加熱功能，馬達(dá)產(chǎn)熱也可能讓樣品溫度達(dá)到50℃以上。
離心腔室和樣品的溫度變化示意圖
然而蛋白樣品既不能忍受反復(fù)凍融，也不能忍受高溫。那我們
怎么才能做到既快速濃縮，又保持蛋白活性？
您既需要“寶馬"，也需要“金鞍"。
這匹“
寶馬"，就是一臺(tái)既能升溫也能降溫的離心濃縮儀。
賽默飛的SpeedVac SRF110就是一款非常適合蛋白濃縮的離心濃縮儀，它的離心室溫控范圍是-4 – 100℃，且連續(xù)可調(diào)，它還允許我們編寫具有兩個(gè)段落的程序，使得實(shí)驗(yàn)前期和后期的條件有所不同。
Thermo Scientific SpeedVac SRF110型離心濃縮儀（離心腔）
“金鞍"就是我們的
實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置了。我們可以充分利用SpeedVac SRF110的特性，編寫一個(gè)程序，讓
濃縮的前期和后期實(shí)驗(yàn)條件不一樣。在
一開(kāi)始，樣品中的水比較多，蒸發(fā)會(huì)帶走熱量，此時(shí)我們不宜將溫度設(shè)得太低，一般可以設(shè)到
20 – 30℃之間，樣品自然降溫的同時(shí)腔室微微加熱，以防樣品溫度降得過(guò)低。如果我們的目的是希望樣品中的水分盡可能地少一些，那么在實(shí)驗(yàn)的
最后大約0.5 -- 1小時(shí)左右的時(shí)侯，需要
主動(dòng)降溫，將樣品保持在比較安全的溫度范圍內(nèi)，通常建議4 – 10℃。
當(dāng)然，不同的樣品，
不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笮枰煌臈l件，我們?nèi)绻軐⑸厦嬷v的原則活學(xué)活用，一定能得到的實(shí)驗(yàn)效果。
對(duì)以上所講的產(chǎn)品或應(yīng)用技巧如有疑問(wèn)，歡迎
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