等温量热滴定(ITC)对样品的要求可以概括为“纯、清、准、齐、足、稳”六个关键字,具体细节如下:
纯度
• ≥90 %(HPLC 或 SDS-PAGE 判断)
• 杂质会贡献额外热量,导致基线漂移或假结合信号。
澄清度
• 必须无可见颗粒、无气泡、无沉淀;如有悬浮物,粒径须<100 nm
• 实验前 12 000 g 离心 10 min 或用 0.22 µm 滤膜过滤,并真空脱气 5 min。
浓度准确性
• 样品池中“被滴定物”浓度误差直接影响计量比 n;滴定针中“配体”浓度误差直接影响 KD 和 ΔH。
• 如未知 KD,可先按经验配制:
– 蛋白(池)≈10–50 µM(≈10×KD)
– 小分子(针)≈100–1000 µM(≈10–20×池浓度)
• 建议用 A280、HPLC 或氨基酸分析法精确测定摩尔浓度。
缓冲液一致性(“齐”)
• 两样品必须用完全一致的缓冲体系,包括盐、辅因子、去垢剂、DMSO 等;最可靠的方法是把蛋白透析到最终缓冲液,再把小分子直接溶解在该透析液中。
• pH 差异应<0.05 单位,DMSO 或甘油浓度差异<1 %,否则会产生显著的稀释热背景。
• 谨慎使用还原剂:β-ME、DTT 易产生背景热;若必需,TCEP≤1 mM 是首选。
体积与消耗量(“足”)
• MicroCal 系列:
– 样品池 ≥280 µL(实际装 200 µL,需留死体积)
– 滴定针 ≥60–100 µL(40 µL 用于滴定,其余润洗、预滴)
• 若一次实验需做多条件对照,请按比例递增准备。
稳定性
• 样品在实验温度(2–80 ℃)下至少 1 h 内不沉淀、不降解、粘度不变。
• 对易聚集蛋白,可加入少量 Tween-20(≤0.05 %)或少量甘油(≤5 %)以提高稳定性,但需确保与滴定液一致。
常见“踩坑”提醒
强酸、强碱、有机溶剂过高(>5 % DMSO、乙醇)会腐蚀哈斯特镍合金池体或直接损坏仪器。
滴定过程中若出现大量沉淀或粘度突增,会导致搅拌异常、信号漂移,实验需终止。
实验前务必做“缓冲液-缓冲液”空白滴定,以验证体系匹配性并扣除稀释热。
一句话总结:把样品做成“澄清、纯净、精准、缓冲液完全一致”的溶液,并准备足够的体积,就能最大限度保证 ITC 实验成功率和数据可靠性。