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2008年7月8日 星期二

利用硫酸銨沉澱蛋白質

今天作的實驗是利用硫酸銨沉澱蛋白質,
從之前作過的經驗知道,
這一個步驟是有名的煩,
要慢慢用敲的把硫酸銨緩緩的加入蛋白質溶液中。

相關的原理可以在莊榮輝學習網站中找到,

與鹽溶剛好相反,在蛋白質溶液中加入硫酸銨,會使得蛋白質的溶解度下降,因而沈澱出來。因為硫酸銨所解離的離子容很大,所帶的電子數也多 (NH4+, SO42-),因此當其溶入水中時,會吸引大量水分子與這些離子水合。

蛋白質分子表面多少有一些較不具極性的區域,水分子會在這些非極性區的表面聚集,形成類似『水籠』的構造 (請見下圖),以便把蛋白質溶入水中。一旦蛋白質溶液加入硫酸銨,後者吸引了大量水分子,使水籠無法有效隔離蛋白質的非極性區,造成這些非極性區之間的吸引,因而沈澱下來。因此,分子表面上若有越多的非極性區域,就越容易用硫酸銨沉澱下來。

在計算所添加的硫酸銨的重量方面,
找到了一個不錯的網站,
硫酸銨計算機
裡面可以靠著輸入實驗溫度溶液體積
想要到達的百分濃度以及初始的百分濃度這四個數值,
就可以得到需要添加的硫酸銨克數
以及在加入固體硫酸銨後所增加的體積
算是一個很不錯的網站。

此外另一個比較值得提的,
是我有用兩種方式加入硫酸銨,
第一種是固體的硫酸銨模碎加入
另一種是將硫酸銨溶成飽和溶液再加入
各有各的優缺點,比較如下:

1. 造成蛋白質變質的程度:
固體的硫酸銨>硫酸銨飽和溶液
利用硫酸銨飽和溶液真的超棒,
滴入的速度可以很快而不造成變質(沒試過用倒入的)。
不像固體的硫酸銨只能磨碎慢慢加入,
速度一快蛋白質就壞了(溶液有緻密的白色氣泡產生)。

2. 操作的容易度:
硫酸銨飽和溶液>>固體的硫酸銨
固體硫酸銨最大的缺點就是操作不容易,
要一直敲敲敲又不能太快,
所以當你要溶解的蛋白質很多時,
這是很累的步驟。
然而
硫酸銨飽和溶液比較麻煩只有在配製部分,
要先加熱讓它飽合後,
回到操作溫度讓它過飽和
最後用濾紙把硫酸銨結晶去掉。

3. 蛋白質溶液的體積放大程度
硫酸銨飽和溶液>>固體的硫酸銨
這是使用硫酸銨飽和溶液最頭痛的部分,
舉例來說,
要讓100 ml的硫酸銨百分比從0%到25%,
如果是加入固體的硫酸銨,
只會讓溶液從100 ml變成107 ml左右,
但若是加入
硫酸銨飽和溶液
讓溶液變成125 ml
而且若是要提高到50%,
須加等量的
硫酸銨飽和溶液
所以會讓蛋白質溶液從100 ml變成200 ml

因此在加入硫酸銨時,
若是低百分濃度可以利用
硫酸銨飽和溶液
然而如果是高百分濃度的,
除非不在意蛋白質溶液體積的放大(反正都要離心離下來),
否則還是用固體硫酸銨來的好。

所以今天從0%拉到25%及從25%拉到50%時,
都是利用硫酸銨飽和溶液
但是當要從50%拉到75%時,
我選擇利用固體硫酸銨,
因為如果用
硫酸銨飽和溶液,
離心機無法離那麼多的溶液體積。

2008年7月7日 星期一

濃縮蛋白質

今天做的實驗,
是利用minipore的stirred cell濃縮乳酸菌的蛋白質











跟先前的實驗一樣,
儀器就擺在那邊,
沒有人教而是要自己把它摸到會。

研究之後發現,
其實這個儀器的構造很簡單,
就是最下面擺一張membrane(我使用10 kDa的membrane),
將蛋白質加到容器裡面後,
在液體上方接一個氮氣管輸送氮氣到裡面。

氮氣的用途在於把蛋白質溶液壓縮,
提供壓力讓10 kDa以下的物質可以有能力通過membrane

另外我還自製一個保麗龍保溫桶,
將儀器放在裡面,
再利用冰塊降溫來避免蛋白質壞掉。

比較麻煩的濃縮的速度,
之前在測試條件的助理就警告過濃縮會花較多的時間,
結果真的花了超久。

原本180 ml的蛋白質溶液,
經過了五個多小時的濃縮,
結果到現在只變成120 ml
僅僅少了1/3。

而目標的濃縮體積為60 ml
因此最少也還要在五個多小時,
但是重點在於越濃縮速度會越慢,
所以一定會超過預計的時間的。

看來今天要在實驗室待到很晚了...

2008年7月4日 星期五

昨天與今天是破菌日

實驗的第一步,
是要將乳酸菌打破讓蛋白質釋出

我們用的是超音波震盪將細胞打碎,
好死不死上一個助理走後,
沒有將打碎細胞的條件留下來,

而且舊的超音波碎裂機壞了,
實驗室換了一台新的超音波碎裂機,
沒有人用過...

只好跟隔壁的實驗室求救,
他們用的機器跟我們差不多型號,
因此經過一番折騰終於可以開始破菌。
這都是昨天發生的事了...

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發現要有效率的將乳酸菌打破
需要超音波震盪30分鐘
那是震盪的時間

為了避免機器過熱
每震5秒要停10秒...
因此震盪30分鐘等於要進行整整一個半小時....

而且一次只能震100 mL的量
我目前只有回溶30g的菌
溶成的體積是300 mL
我分成四次震盪
所以一共花了六個小時....

這只是先小規模的練習技術
之後因為要大量的純化蛋白質
所以我總共要處理200g的菌!!

回溶後是整整2 L
以最佳狀態一次破100 mL來算要破20次
一次一小時半
所以一共要花30小時......

恩...光是破菌大概就要兩三天了...
這只是第一步
之後的純化才是真正殺時間的

暑假的實驗確定下來了

最近跟老師密切的討論與爭取實驗的題目
目前有初步的結果
暑假的題目一共分為三個部分

第一部分是找出乳酸菌的抗過敏的active compound
這個題目之前的助理已經把條件都試出來了
就等我大量的純化出來這個active compound
難度很低不過很耗時間
所以暑假大部分的時間都在這個題目上

第二個部分則是找出在器官移植後整個proteome的變化情形

大部分的data都已經完成
現在只差要跑出一張好看的2D-DIGE
這是我們實驗室的強項
好好做應該可以做出來

第三個部分則是做了很久的aptamer
可能是老師為了補償我吧(?)
我負責的是一個月內將前人的data整理好
並在十月前寫成論文

已經確定會刊登在明年二月的一個新期刊
Journal of Proteomics & Bioinformatics


因為是新的期刊
所以這篇文章算是邀稿
另外我們老師也將是這個期刊的editor










右二是我們老師,跟新期刊的editor合照


總之畢業前應該是會有掛名的paper
但是應該都不會在第一作者
不過我目前只要可以掛到名就很開心了~~