测定蛋白质分子量的常用方法
蛋白定量的测试方法有很多种，其中较为常见的有五种，分别是Bradford法、Bradford斑点试验、Coomassie 斑点试验、紫外分光度检测法及BCA法这五种。
在生化实验中，对样品中的蛋白质进行准确可靠的定量分析，是经常进行的一项非常重要的工作。蛋白质是一种十分重要的生物大分子，它的种类很多，结构不均一，分子量又相差很大，功能各异，这样就给建立一个理想而又通用的蛋白质定量分析的方法带来了许多具体的因难。
扩展资料
蛋白定量分析也就涉及到生产科研的多个领域及行业，也是生物学科、食品检验及掺假掺伪、临床检验、诊断疾病和质量检验中最常见的方法。
蛋白定量是生物学实验不可缺少的一部分。为验证细胞裂解是否成功，或为了将多个样品进行平行实验比较或标准化保存，需对细胞裂解液进行蛋白定量。
为了判定蛋白的产量，需对纯化好的蛋白进行定量。为了将纯化好的蛋白用生物素或者报告酶进行标记，同样需首先对蛋白样品进行定量，以保证标记反应在适当的化学浓度下进行。
参考资料来源：百度百科-蛋白定量
测定蛋白质分子量的常用方法：
粘度法、凝胶过滤层析法、凝胶渗透色谱法、SDS-凝胶电泳、渗透压法、质谱法包括电喷雾离子化质谱技术和基质辅助激光解吸电离质谱技术、光散射法（多角度激光散射）、沉降法（超速离心法）。
1、粘度法
一定温度条件下，高聚物稀溶液的粘度与其分子量之间呈正相关性，随着分子量的增大，聚合物溶液的粘度增大。通过测定高聚物稀溶液粘度随浓度的变化，即可计算出其平均分子量(粘均分子量)。
如果高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触表面也愈大，摩擦就大，表现出的特性粘度也大。特性粘度和分子量之间的经验关系式为：
优缺点：该方法操作简单、设备价格较低，通常不需要标准样品，但无法测定聚合物的分子量分布。
2、凝胶过滤层析法
对同一类型的化合物，洗脱特性与组分的分子量有关，流过凝胶柱时，按分子量大小顺序流出，分子量大的走在前面。Ve与分子量的关系可用下式表示： V e=K1—K2logMr
K1与K2为常数，Mr为分子量，Ve也可用Ve—Vo（分离体积），Ve/Vo（相对保留体积），Ve/Vt（简化的洗脱体积，它受柱的填充情况的影响较小）或Kav代替，与分子量的关系同上式，只是常数不同。凝胶层析主要决定于溶质分子的大小，每一类型的化合物如球蛋白类，右旋糖酐类等都有它自己的特殊的选择曲线，可用以测定未知物的分子量，测定时以使用曲线的直线部分为宜。
优缺点：凝胶层析技术操作方便，设备简单，样品用量少，周期短，重复性能好，条件温和，一般不引起生物活性物质的变化，而且有时不需要纯物质，用一粗制品即可，目前已得到相当广泛的应用。凝胶层析法测定分子量也有一定的局限性，在pH6—8的范围内，线性关系比较好，但在极端pH时，一般蛋白质有可能因变性而偏离。糖蛋白在含糖量超过5%时，测得分子量比真实的要大，铁蛋白则与此相反，测得的分子量比真实的要小。
3、凝胶渗透色谱法
分子量的多分散性是高聚物的基本特征之一。聚合物的性能与其分子量和分子量分布密切相关。
SEC法是按分子尺寸大小分离的，即淋出体积与分子线团体积有关，利用Flory的粘度公式：
K1、K2、α1、α2可以从手册查到，从而由第一种聚合物的M-Ve校正曲线，换算成第二种聚合物的M-Ve曲线，即从聚苯乙稀标样作出的M-Ve校正曲线，可以换算成各种聚合物的校正曲线。
优缺点：凝胶渗透色谱法分离速度快、分析时间短、重现性好，进样量少、自动化程度高。但设备投入较大，价格较高。
4、SDS-凝胶电泳法
SDS是十二烷基硫酸钠的简称，它是一种阴离子表面活性剂，加入到电泳系统中能使蛋白质的氢键和疏水键打开，并结合到蛋白质分子上（在一定条件下，大多数蛋白质与SDS的结合比为1.4gSDS/1g蛋白质），使各种蛋白质-SDS复合物都带上相同密度的负电荷，其数量远远超过了蛋白质分子原有的电荷量，从而使其电泳迁移率只取决于分子大小这一因素，根据标准蛋白质分子量的对数和迁移率所作的标准曲线，可求得未知物的分子量。
优缺点：实验成本较低，仪器设备也相对很简单，一套电泳装置即可。但是精确程度相对较低，好的电泳图谱需要一定的技术。
5、渗透压法
在一种理想溶液中，渗透压与溶质浓度成正比。但是实际上蛋白质溶液与理想溶液有较大的偏差。在溶质浓度不大时，它们的关系可用下式表示：
当c 趋向于0时，RTKc 趋向于0，但π/c 不趋向于0，而是趋向于一定值。测定几个不同浓度下的渗透压，以π/c对c作图，并外推至c为0时的π/c，再代入上式求得Mr。
优缺点：操作简单、快捷，实验成本低，但准确度较差，受外界温度影响较大，且要准确配置蛋白质溶液。
6、超速离心沉降法
利用超速离心沉降法测蛋白质的分子量是在较低离心转速下进行的（8000～20000r/min），离心开始时，分子颗粒发生沉降，一段时间以后，沉降的结果造成了浓度梯度，因而产生了蛋白质分子反向扩散运动，当反向扩散与离心沉降达到平衡时，浓度梯度就固定不变了。
7、光散射法
主要基于染料阴离子在蛋白质等电点前与肽链上带正电荷的基团上的结合作用.。此时生色团聚集于蛋白质分子上引起共振散射光增强，它与核酸不同的是生色团必须是带负电荷的阴离子。
光散射计算的基本公式：
8、电喷雾离子化质谱技术
电喷雾离子化质谱技术（ESI-MS）是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相的质谱技术。ESI-MS 测定蛋白质大分子是根据一簇多电荷的质谱峰群，通过解卷积的方式计算得到蛋白质的分子量，由于ESI-MS可以产生多电荷峰，因此使得测试的分子质量范围大大扩大。
优缺点：（1）对样品的消耗少，不会造成样品的大量浪费；（2）对样品分子质量测试灵敏度、分辨力和准确度都相当高；（3）能够方便地与多种分离技术联用，如毛细管电泳、高效液相色谱等，是解决非挥发性、热不稳定性、极性强的复杂组分化合物的定性定量的高灵敏度检测方法。
9、基质辅助激光解吸电离质谱技术
基质辅助激光解吸电离质谱技术（MALDI-MS）是将待测物悬浮或溶解在一个基体中，基体与待测物形成混晶，当基体吸收激光的能量后，均匀传递给待测物，使待测物瞬间气化并离子化。基体的作用在于保护待测物不会因过强的激光能量导致化合物被破坏。MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子，而电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，而使生物分子电离的过程。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管道，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测即测定离子的质荷比（M/Z）与离子的飞行时间成正比，检测离子。
优缺点：（1）同ESI-MS 一样对样品的消耗很少；（2）随着质量分析器的不断改进、新的基质的不断发现和应用以及延迟萃取技术的使用，使得MALDI-MS 的最高分辨率不断提高，甚至超过ESI-MS；（3）MALDI-MS 单电荷峰占主要部分，碎片峰少，非常有利于对复杂混合物的分析，且能忍受较高浓度的盐、缓冲剂和其他难挥发成分，降低了对样品预处理的要求；（4）MALDI-TOF 质谱对生物大分子分子量的测定范围是所有测试技术中最广的。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的分子量
[原理]
十二烷基硫酸钠（Sodium dodecyl sulfate, 简称SDS）-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的分子量，是六十年代末Weber和Osborn在Shapiro等人在实验基础上发展起来的一项新技术。用这种方法测定蛋白质的分子量具有快速灵便，设备简单等优点。
蛋白质的电泳迁移率在一般的电泳方法中，主要取决于它在某PH下所带的净电荷量、分子大小（即分子量）和形状的差异性，而SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对大多数蛋白质，主要取决于它们的分子量，与原有的电荷量和形状无关。
SDS是一种阴离子表面活性剂，在一定的条件下，它能打开蛋白质氢键和疏水键，并按比例地结合到这些蛋白质分子上形成带负电荷的蛋白质-SDS复合物，每克蛋白质一般结合1.4克SDS。SDS与蛋白质的定比结合使蛋白质-SDS复合物均带上相同的负电荷，其量远远超过蛋白质原有的电荷量，因而掩盖了蛋白质间原有的电荷差异。在水溶液中，蛋白质-SDS复合物具有相同的构象，近似雪茄烟形的长椭园棒（短轴均为1.8nm，长轴则随蛋白质的分子量成正比变化），克服了蛋白质间原有的形状差异。这样蛋白质-SDS复合物在凝胶中的迁移率不再受原有电荷和形状的影响，而只是蛋白质分子量的函数。蛋白质分子量与电泳迁移率间的关系可用下式表示：
lgMr = K – bm
式中 Mr为分子量；K为常数；b为斜率；m为迁移率。
因此，用本法测定蛋白质的分子量只需根据待测蛋白质在已知分子量的标准蛋白质的lgMr～迁移率的图中的位置，就能得知分子量。
用本法测得的分子量，除单链蛋白质外，均不是天然蛋白质的完整分子量，而是组成这些蛋白质的亚基或肽链的分子量。本法对一些电荷异常，或构象异常，或带有大辅基的蛋白质不适用，如组蛋白F1和某些糖蛋白等。对一些结构蛋白如胶原蛋白等也不适用。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳按照凝胶电泳系统中的缓冲液、pH值和凝胶孔径的差异可分为SDS-连续系统电泳和 SDS-不连续系统电泳两类；按照所制成的凝胶形状和电泳方式又可以分为SDS-聚丙烯酰胺凝胶垂直管型电泳和SDS-聚丙烯酰胺凝胶垂直板型电泳两类。
本实验采用SDS-不连续垂直板型操作方法。通过实验使学生掌握SDS-聚丙烯酰胺凝胶垂直板式电泳的原理及技术，包括制胶、灌胶、加样、剥胶及固定染色等，学会用这些方法测定蛋白质分子量。
[方法与步骤]
一、加样液的制备
1、标准蛋白质加样液的制备 称取细胞色素，胰凝乳蛋白酶原，胃蛋白酶，卵白蛋白，牛血清白蛋白各0.5～1mg，置小离心管（Eppendorf管）中，加入样品溶解液1mL，充分溶解，如有不溶物应离心除去。沸水浴热处理3min，冷却备用。
2、待测蛋白质加样液的制备
根据待测蛋白质样品存在的状况而定。
（1）固体
待测蛋白样品，如为无盐的纯蛋白质固体制剂，加样液的制备方法同标准蛋白质加样液的制备；如为含盐的纯蛋白质固体制剂，应先加水充分溶解，对透析缓冲液透析12～16h，然后吸取0.5mL（蛋白浓度应为0.5～1mg/mL），置Eppendorf管中，并加入等体积浓样品溶解液，沸水浴热处理3min，冷却备用。
（2）液体
待测蛋白样品，如为无盐的纯蛋白质液体制剂，则加入等体积浓样品溶解液，然后热处理；如为含盐的液体制剂，则需先透析。
二、凝胶的制备
1、凝胶板的准备
（1）洗板
将洗洁精用温水稀释后，用它浸透海绵擦洗玻板，然后用自来水洗净，再用酒精将板擦干。
（2）安装制胶板
制胶前将玻板与塑料嵌条和凹型陶瓷板的边缘对齐，下沿用密封胶带封口，用塑料夹子或铁夹子将两端夹好，注意要确保密封，安放在固定架上。
2、分离胶和浓缩胶溶液的配制
组 分
分离胶/mL
浓缩胶/mL
凝胶贮备液
2.5
0.26
分离胶缓冲液（pH8.8）
1.9
—
浓缩胶缓冲液（pH6.8）
—
0.5
10%SDS
0.075
0.02
TEMED
0.026
0.02
双蒸水
3.05
1.22
10％过硫酸铵
0.013
0.02
总体积
7.6
2
注意：①最后加入10%过硫酸铵溶液，混合制成凝胶液，迅速灌制凝胶。
②丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺均为神经毒剂，对皮肤有刺激作用。因此必须小心操作，不得吸入和接触皮肤，聚合完全聚丙烯酰胺凝胶无毒。
3、制分离胶
将制胶板垂直放好，插上与相应厚度的样品梳，在梳子下缘线1cm处做标记，卸下样品梳。将配好的分离胶溶液缓慢加入制胶板之间，直至液面达到标记处。用滴管贴近胶液界面小心而又缓慢地覆盖厚度约0.5cm的正丁醇层，以防止溶液蒸发并保证胶面平整。
4、制浓缩胶
分离胶聚合后，倒去正丁醇，用蒸馏水冲洗分离胶胶面两次，用滤纸吸去残液。用滴管将浓缩胶溶液加在分离胶面上，充满制胶板，插入样品梳。
（三）电泳
1、安装电泳槽
浓缩胶聚合后，除去梳子、密封胶带以及六个铁夹。将制胶扳、电泳糟内芯、另一对制胶板依次放入槽内。两制胶板的凹型陶瓷板均应与电泳槽内芯接触。然后插入楔型板以固定两套制胶板。如果每次电泳只用一块胶板，必须用提供的有机玻璃板代替另一套制胶板。
2、加样
在内外水槽加注缓冲液，使内外槽的水位均超过凹形板的缺口但低于塑料板的上沿。用微量加样器在梳井内加样。
3、电泳
盖好上盖，在80V～100V的电压下电泳约3h，至溴酚蓝指示的电泳前沿到达制胶板的下缘止，关掉电源。然后拔掉楔形板，取下制胶扳。
（四）染色、脱色
用刀片或薄板将白塑料板与陶瓷板轻轻撬开，用刀片沿分离胶与浓缩胶的交接处，将分离胶切下，并在分离胶的左上角切掉一小角，以标记样品顺序。然后手戴橡胶手套将分离胶小心移入染色器皿中。在染色器皿中加入100mL考马氏亮蓝染液（含0.25%考马氏亮蓝R-250，30％乙醇，10％乙酸的水溶液），加盖，在摇床上染色2h。
将染液倒回贮存瓶（可反复使用）。在染色皿中加入100mL脱色液（10％乙酸，30％乙醇），振荡脱色至蛋白条带清晰。
[结果和计算]
1、凝胶脱尽底色后，色带清晰显出。按实样描下或摄下电泳图谱。
2、根据各蛋白迁移距离和染料迁移距离的比值，求出各蛋白的相对迁移率mr，然后作出lgMr～mr关系图，从图中找出未知蛋白mr对应的分子量。
