蛋白质图示
没有蛋白质就没有生命
可见，蛋白质对人体的重要性。
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分，
机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。
一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，
最重要的还是其与生命现象有关。
成人每天的蛋白质代谢情况
人体每天需要从食物中摄取正常值的蛋白质，
维持身体正常机制的运行。
蛋白质最常在体液或等渗缓冲液中再悬浮。然而，在这种高导电性溶剂上用电泳光散射（ELS）测量zeta电位可能会导致产生过量热量，进而造成样品降解和电极损伤。本文中，我们使用稳定且可重复使用的Univette样品池和Litesizer™500来测量溶解在等渗缓冲液中的标准蛋白溶菌酶的zeta电位。由于cmPALS专利技术和蛋白模式，该模式可以使测量过程短暂中断，使样品冷却下来，能够在不造成电极损伤的情况下获得高重复性的zeta电位测量结果。
简介
Zeta电位与粒子间斥力有关，通常表征粒子悬浮液特性必需测量zeta电位。虽然很多物质可以溶解或分散在去离子水中，但有些粒子需要分散在高导电性的溶剂中才能保持其结构，不会降解。这在生物样品中尤其常见，因为蛋白质、生物医学聚合物和细胞必须溶解在缓冲液或等渗缓冲液中。
利用电泳光散射（ELS）来测量zeta电位，这意味着在样品上应用了电场。这种测量技术的常见弊端是所谓的焦耳热，即电流通过导体(样品)会产生热量。样品的电导率越高，产生的热量越多，这可能会导致样品降解和电极损伤。这个问题对于生物样品来说更为严重，因为生物样品需要高导电性的溶剂，并且对热解非常敏感。
因此，对于这样的样品，关键是要保持尽可能低的电流，并使用尽可能短的测试时间。Anton Paar的Litesizer™500，独有的cmPALS专利技术可以在较低的电压和较短的测量时间内实现稳定灵敏的zeta电位测量，从而降低敏感样品的应力。此外，用户可以激活一个称为“蛋白模式”的软件功能，它会在测量zeta电位时引入短暂的中断，从而使样品冷却下来。
Univette是一种可重复使用的样品池，可用于在高导电性或有机溶剂中测量zeta电位，它足够坚固，可以承受这种条件，并且不会造成电极损伤。
本文我们演示了Litesizer™500和Univette的联用性能，即使用Kalliope™的蛋白模式来测量标准蛋白溶菌酶在高导电性溶剂中的zeta电位。
实验方法
用卵清蛋白（Sigma-Aldrich）制备了两种不同的溶菌酶溶液：
0.1 mg/mL，溶于10 mM BisTris 缓冲液 （Carl Roth）和50 mM NaCl （J.T. Baker） 1：1的混合物中。
1.0 mg/mL，溶于磷酸盐缓冲液（PBS，Sigma-Aldrich）中。
向Univette石英样品池中加入900 μL样品。第一次测量的平衡时间设置为2分钟，连续测量30秒。每个溶液测试3个独立样本，每个样本重复4次，共测试12次。表1总结了测量的输入参数。
样品浓度 | 0.1 mg/ml | 1 mg/ml |
溶剂 | 10mMBisTris 50mMNaCl (BisTris/NaCl) 1:1 混合溶液 | 磷酸缓冲液(PBS) |
电压 | 5V | 3V |
运行次数 | 20 | 20 |
重复次数 | 4 | 4 |
蛋白模式 | 是 | 是 |
表1：实验设置
Kalliope™软件中的蛋白模式允许样品在运行时冷却，从而减少焦耳热的影响。
结果与讨论
在BisTris/NaCl中制备的0.1 mg/mL样品的平均电导率为6 mS/cm，zeta电位为自动测量模式（表2）。该溶液的平均zeta电位为12 mV，如表2所示，如图1所示。12次测量的相对标准偏差低于5%。
样品编号 | 平均Zeta 电位[mV] | 相对标准偏差[%] | 电导率[mS/cm] |
1 | 12.3 | 3.64 | 6.069 |
2 | 12.1 | 6.09 | 6.039 |
3 | 12.0 | 4.38 | 6.024 |
1-3 | 12.1 | 4.57 | 6.044 |
表2：0.1 mg/mL溶菌酶在BisTris/NaCl中溶解的3个样品的Zeta电位结果。每个值代表4个测量值的平均值
图1：0.1 mg/mL溶菌酶在BisTris/NaCl中的zeta电位分布图
PBS配制的1 mg /mL溶液的zeta电位值为9 mV，如表3所示，如图2所示。然而，该溶液的平均电导率明显高于BisTris/NaCl （29.4 mS/cm vs. 6 mS/cm）。
尽管如此，测量值间的相对标准偏差是令人满意的，平均值为7.2%（表3），远远低于ISO标准设定的最大可接受重复性10%，这表明ELS不会导致样品显著的降解。
经过12次测量后对Univette的钯电极进行目测检查，也表明这些电极没有受到任何可见的损伤（未显示）。
样品编号 | 平均Zeta 电位[mV] | 相对标准偏差[%] | 电导率[mS/cm] |
1 | 9.5 | 5.8 | 30.78 |
2 | 8.8 | 4.4 | 28.92 |
3 | 8.8 | 9.44 | 28.50 |
1-3 | 9.0 | 7.19 | 29.40 |
表3：溶解于PBS的3个溶菌酶样品的Zeta电位结果。每个值为4个测量值的平均值
图2：PBS中1mg /mL溶菌酶的zeta电位分布图
结论
从实验中，证明了在高导电性溶剂中使用Litesizer™500和Univette可以实现蛋白质的高重复性zeta电位测量。cmPALS专利技术可以在较低的电压和较短的测量时间内测量zeta电位，大大降低了施加在样品上的应力。这使得即使在低浓度（0.1 mg/ml）和高导电性蛋白样品中也可以进行ELS测量。此外，Kalliope™的专用蛋白模式在ELS测试期间限制了焦耳热，进一步有助于样品和样品池的保存。
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