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「干貨分享」測量pH值——含蛋白質的樣品

發布時間:2022-03-21 14:19:13


在含蛋白質的樣品中測量pH值,可能是件相當具有挑戰性的任務。因為蛋白質可能會污染pH電極的玻璃膜和傳統陶瓷芯液絡部。為獲得精確的pH值讀數,這兩個部件都必須保持最佳狀態。



蛋白質對玻璃膜的污染


在任何的水溶液當中,酸都以氫離子的形式存在。pH電極的玻璃膜經過特殊設計,能夠跟這些氫離子互動產生電位差,進一步可轉換為pH值。為實現與氫離子的互動,玻璃膜必須避免蛋白質殘留等污染。任何存在于玻璃上的污染,都會影響與氫離子相互作用的表面區域,減緩電極的響應速度。

電極響應速度過慢,會給測量帶來不便。電極所連接的pH計需要根據時間單位內的mV信號變動來判定是否到達終點。由于mV信號的變動是電極的玻璃膜與溶液中的氫離子作用時所獲得的,因此蛋白質所造成的污染可能會對測量值產生影響,帶來測量誤差。當電極不含蛋白質殘留物時,mV值便會隨著時間推移,對氫離子濃度的變化及時地進行變化。經過幾秒后, 每秒鐘的mV值變化便會放緩,而在降至儀表的「穩定 標準」以下時,便會獲得最終的pH值。

由于玻璃膜可用表面區域減少,每單位時間的mV值變化會降低。跟干凈的電極一樣,當系統達到平衡點時,受到污染的電極所產生的mV值變化也會隨著時間的推移而放慢。但是,無論電極對溶液的pH值快速響應或緩慢響應,pH計都采取相同的「穩定標準」。

陶瓷芯液絡部的蛋白質阻塞


液絡部和電極玻璃膜一樣容易受到蛋白質污染的影響。傳統的陶瓷芯液絡部,是位于電極玻璃膜上方的一塊玻料。玻料是由小氣孔所構成,該設計可讓電解液流出電極,并流入樣品中。電解液的流動對獲取精確pH結果非常重要——它會產生穩定的參考電位,并且形成電極的回路。如果電解液不能穩定地流入樣品,讀數的錯誤就難以避免。

電解液是濃縮的鹽溶液。當蛋白質溶液暴露至鹽水時,蛋白質經常會沉淀形成固態物質。當溶液在進行pH 值測量時,會形成鹽梯度,pH電極的液絡部位置具有最高的鹽濃度。這會讓液絡部出現蛋白質沉淀。隨著蛋白質不斷沉淀在陶瓷芯液絡部處,電解液的流動便會減慢,最后逐漸停止,使pH值讀數產生錯誤。

如何去除蛋白質污染


蛋白質污染可從pH電極玻璃膜和陶瓷芯液絡部上去除。遭到蛋白質污染的電極,應在5%胃蛋白酶與 0.1 mol/L 鹽酸的混合溶液中浸泡數小時以進行清潔。此溶液能夠分解蛋白質沉淀物,并讓液絡部與玻璃膜保持干凈。經常對電極進行清潔維護,能夠避免蛋白質沉淀在pH電極的關鍵部件上。在測量高濃度的蛋白質溶液后,用上述胃蛋白酶/鹽酸溶液中浸泡電極15分鐘,將能夠清潔玻璃膜與液絡部。這項例行的清潔方法,能夠讓電極在全部使用周期中,獲得更為精確的結果。

選擇合適的電極


梅特勒提供專為生物應用所設計的電極。您能夠通過選擇合適的玻璃膜和液絡部的組合,明顯降低電極受到蛋白質污染的可能性。 

InLab? Routine Pro-ISM 

InLab Routine Pro-ISM 是一款標準的pH電極,能夠應用于許多實驗室,并且具有陶瓷芯液絡部。若是使用正確的清潔方式 (胃蛋白酶/鹽酸),這款電極便能夠為含有蛋白質的樣品提供相當準確的結果。

InLab Max? Pro-ISM

InLab Max Pro-ISM的設計跟InLab Routine Pro-ISM類似,但采用了不可移動套筒式液絡部,而非陶瓷芯。電解液的流動相當快速,液絡部不易堵塞,電極易于使用。 

InLab? Expert Pro-ISM與Solids Pro-ISM 

InLab Expert Pro-ISM與Solids Pro-ISM pH 電極具有固態的聚合電解質XEROLYT?。電解質會通過開放式的液絡部與樣品直接接觸。因為構造當中不含陶瓷芯,因此便沒有堵塞的風險。所以,在測量含蛋白質的樣品時,這兩款電極是最佳的選擇。堅固的針刺形可穿刺電極,相當適合測量固態與半固態的樣本,比如:肉類、芝士和水果等。


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