01本篇适用条件
1.00 mL、约1 mg/mL的可溶His-GFP(约27 kDa),原液含250 mM咪唑、50 mM Tris和300 mM NaCl。使用额定0.5–3 mL、10 kDa MWCO的即用再生纤维素透析器,换入20 mM Tris-HCl pH8.0、150 mM NaCl;每次外液200 mL,4°C三次换液。
02实验原理
小分子沿浓度梯度扩散,蛋白被膜大体截留。MWCO不是绝对筛子,应远低于蛋白大小;结合到蛋白的小分子、膜吸附与不充分平衡都会影响实际去除。外液更换比单纯延长同一桶时间有效。
03安全与适用范围
检查透析器与缓冲液兼容性;戴手套,针式器具需锐器培训。本文选择无针装样即用器,不照搬旧透析袋煮碳酸氢钠/EDTA预处理。冰箱内旋转搅拌电源必须符合设备安全要求。
04材料与仪器
His-GFP样本1 mL、10 kDa即用无针透析器、至少650 mL目标缓冲液、三只清洁250–500 mL容器、搅拌子、冷室、量取体积与测电导/pH设备、蛋白定量及GFP荧光检测。
05配液与用量
| 项目 | 配制/体积 | 核算 |
|---|---|---|
| 目标缓冲液1 L | 1 M Tris-HCl pH8.0 20 mL;5 M NaCl30 mL;水补至1000 mL | 20 mM Tris/150 mM NaCl |
| 外液 | 每次200 mL×3次 | 总600 mL,另留润膜和检测 |
| 样本 | 1.00 mL | 咪唑初始250 mM |
| 理想一次平衡 | C后/C前=1/(1+200) | 约1/201 |
| 理想三次 | 250/(201³) mM | 约0.0000308 mM;仅为完全平衡模型 |
06时间安排
| 阶段 | 条件 | 时间 |
|---|---|---|
| 润膜及装样 | 4°C缓冲液 | 约10分钟 |
| 第一外液 | 4°C轻搅 | 2小时 |
| 第二新外液 | 4°C轻搅 | 2小时 |
| 第三新外液 | 4°C轻搅 | 12–16小时 |
| 回收与质控 | 低温 | 30分钟 |
07开始前的准备
确认目标蛋白在新缓冲中稳定;先保留输入50 μL另份,主实验实际1.00 mL。外液pH必须记录温度,Tris冷却后的pH与室温不同。装置容量要留余量容纳渗透体积变化,不能塞满。透析不以体积是否增加判断成功。
08逐步操作
- 准备1 L目标缓冲液,混匀后测pH、温度和电导,取600 mL预冷,另留少量润膜与检测。
- 记录样本1.00 mL、浓度、原缓冲组成及预计蛋白质量,检查无可见沉淀。
- 检查透析器膜完整,按其已核实润膜需求将膜浸入目标缓冲约2分钟,不得浸泡盖口导致污染。
- 排去装样口多余缓冲,以无针口缓慢装入1 mL样本,避免引入大量空气;关紧密封。
- 将装置放入200 mL预冷外液,使膜完全接触外液、装样口按装置方向高于液面,检查无泄漏。
- 4°C轻搅2小时,搅拌子不得触碰膜;记录开始、结束与外液温度。
- 弃去第一外液前取小份留作漏蛋白检查,把装置移至新200 mL外液,4°C轻搅2小时。
- 再取第二外液检测份,将装置转入第三份200 mL新外液,4°C轻搅12–16小时。
- 结束后取出装置,吸去外壳液滴,检查膜及密封,轻轻回收样本到预冷低吸附管。
- 量实际回收体积,不强行用“原1 mL”计算;检查是否浑浊、絮状物及漏液。
- 测回收蛋白浓度、pH/电导及GFP荧光;原样与回收样使用各自基质空白和同一方法。
- 检测第一外液是否有明显GFP荧光/蛋白,结合体积计算回收率;若去咪唑用于敏感反应,应以适当测定验证残留。
- 标记样本新缓冲、体积、浓度及日期,按已验证稳定条件短期4°C保存;不要把理想模型数值写成实测残留。
09结果判断与质控
记录质量回收=回收浓度×实际体积/输入质量。电导接近新缓冲只说明可导电小分子趋于置换,不能特异证明咪唑完全去除。理想模型不包含膜吸附、蛋白结合与未平衡。沉淀须另统计,不能丢掉后仍称全回收。
10实验记录模板
| 装置/MWCO/批次 | 输入mL/mg | 外液mL/pH/温度 | 三次起止时间 | 回收mL/浓度 | 输入/回收荧光 | 外液漏蛋白 | 回收率/残留检查 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 待填 | 待填 | 待填 | 待填 | 待填 | 待填 | 待填 | 待填 |
11常见问题与排错
出现沉淀:检查新缓冲pH/盐与目标稳定性,可先小试渐进换液。严重损失:查膜破损、密封、MWCO及膜吸附。脱盐不足:复核每次完整换液与混合,必要时再换新外液,不依据时间单独判定。
12参考资料
旧来源:网络手册物理173–174页。现代核对:SUNY Upstate Medical University,Purification of Human Cytoplasmic Actins From Saccharomyces cerevisiae,Bio-protocol 2023,13:e4894,实际核对10 kDa透析器、4°C大外液过夜置换;另核对EMBL PEPCF的透析/缓冲稳定性原则,查阅2026-11-02;本文采用即用10 kDa无针器的受限教学设计。装置具体润膜与装样方向必须由该器具有效技术文件确认,不采用旧透析袋煮洗路线;理想平衡公式独立计算,绝不作为实测残留。
做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。