學習重點 掌握反應環境與標的:Biuret 是鹼性銅離子與胜肽鍵反應;Bradford 使用 Coomassie blue,在酸性環境中與蛋白質結合;BCG 在酸性環境中主要與白蛋白結合。 分清 Lowry 與紫外光吸收:Lowry 使用鹼性銅處理及 Folin-Ciocalteu 顯色;280 nm 吸收則直接利用芳香族胺基酸的特性。 凱氏法以氮量推算蛋白質:酸消化產生銨離子,再測定氮量;一般換算為蛋白質含量時,須將含氮量乘以 6.25。 辨認靈敏度與適用範圍:在 Lowry、280 nm 吸收、折射法及一般濁度法的比較中,以 Lowry 靈敏度最佳;Sanger 與 Trinder 不屬一般蛋白質定量方法。 核心觀念 一、Biuret 雙縮脲法:測定銅與胜肽鍵形成的複合物 Biuret 法在鹼性環境下,使銅離子(Cu2+)與蛋白質的胜肽鍵形成紫色複合物,再由吸光度求得濃度。因此,測定依據是「胜肽鍵與鹼性銅離子形成複合物」,不是胜肽鍵本身的直接吸光,也不是芳香族側鏈的吸收。 一般至少具有兩個胜肽鍵的三胜肽以上,才能呈現典型反應;游離胺基酸不能產生典型 Biuret 反應。此法適合血清等蛋白質濃度較高的樣本,是常用的總蛋白質定量法,但靈敏度較 Lowry 低。 二、Bradford 法:Coomassie blue 在酸性環境中染色 Bradford 法使用 Coomassie Brilliant Blue G-250。染料在酸性環境中與蛋白質結合後,穩定呈藍色的形式,通常於595 nm測量吸光度。 染料結合尤其受精胺酸殘基影響,也涉及其他鹼性殘基及疏水性作用。因此,不宜將此法簡化為「只與芳香族側鏈結合」。不同蛋白質的胺基酸組成不同,顯色程度也可能不同,定量時須注意標準品的選擇。 此法的判斷關鍵是酸性、Coomassie、藍色顯色;不需要銅離子,也不使用 Folin-Ciocalteu 試劑,更不是以 280 nm 的吸收作為測定原理。 三、BCG 法:酸性染料結合測定白蛋白 bromocresol green(BCG,溴甲酚綠)在酸性環境中主要與白蛋白結合,產生顏色變化,再以吸光度定量,常用於血清白蛋白測定。 BCG 與 Bradford 都屬染料結合法,但使用的染料與測定目的不同。BCG 主要測白蛋白,不能直接視為總蛋白質測定法;其他蛋白質的非專一性結合,可能影響白蛋白測定結果。 四、Lowry 法:鹼性銅反應加上 Folin 顯色 Lowry 法先使蛋白質與鹼性銅試劑反應,再利用 Folin-Ciocalteu 試劑產生顯色。其訊號與銅反應及蛋白質中的酪胺酸、色胺酸等殘基有關。 Lowry 法靈敏度較高。比較 Lowry、280 nm 吸收、折射法及一般濁度法時,應掌握Lowry 最靈敏;但不宜將這個結論擴大為所有蛋白質測定技術的絕對排名。 依本單元的判讀原則,完全不含色胺酸與酪胺酸的蛋白質,不適合使用 Lowry 法定量。凱氏法以氮量為依據,Biuret 以胜肽鍵為依據,一般染料結合法也不以這兩種殘基為共同必要條件。 五、凱氏定氮法:由氮含量換算蛋白質 Kjeldahl 法利用蛋白質含氮的性質。以濃硫酸加熱消化樣本,使有機氮轉成銨離子;後續將消化液鹼化,釋出氨,再經蒸餾收集及測定,求得氮量。須分清:酸用於消化,鹼用於釋放氨,不能說成利用鹼性分解蛋白質。 一般以蛋白質平均約含 16% 氮作為換算基礎,故換算係數為 100 ÷ 16=6.25: 蛋白質含量=蛋白質氮量 × 6.25。 例如蛋白質氮為 1 g,換算蛋白質為 6.25 g。計算時是乘以 6.25,不是除以 6.25;16 是平均含氮百分比的數值,不是直接使用的乘數。 凱氏法不具有蛋白質專一性。尿素等非蛋白質含氮物也會被計入,若未適當分離或扣除,直接將總氮換算成蛋白質,可能使結果偏高。因此,不能認為血中尿素不會干擾。 六、其他方法與易混淆檢驗 方法原理與用途判斷關鍵 280 nm 吸收利用芳香族胺基酸的紫外光吸收,主要來自色胺酸與酪胺酸。芳香環直接吸光;結果受蛋白質組成影響。 折射法由溶液折射率估算蛋白質濃度,可用於血清或血漿。其他溶質也會影響折射率,專一性有限。 濁度法使蛋白質沉澱或聚集,測量產生的濁度。與粒子散射光有關,受沉澱條件及粒徑影響。 Sanger 法標記並鑑定胜肽的 N 端胺基酸。用於蛋白質結構分析,不是常規體液總蛋白質定量法。 Trinder 反應常以過氧化氫參與的酵素顯色反應測定特定分析物。不是一般蛋白質定量法。 Guthrie 測試利用細菌生長抑制原理進行苯酮尿症篩檢。不是利用蛋白質芳香環吸光。 Jaffe 反應肌酸酐與鹼性苦味酸反應顯色。測定肌酸酐,不是蛋白質定量。 常考陷阱 「Biuret 在酸性下反應」:錯。必須抓住鹼性銅離子與胜肽鍵形成複合物。 「Bradford 使用 Folin;Lowry 使用 Coomassie」:兩者對調。Bradford 配 Coomassie,Lowry 配 Folin-Ciocalteu。 「Coomassie 需要銅離子,或測量 280 nm」:錯。其核心是酸性染料結合,通常測量 595 nm。 「BCG 測定總蛋白質」:不恰當。BCG 主要測白蛋白;常規總蛋白質測定應聯想到 Biuret。 「完全不含色胺酸及酪胺酸,仍可正常用 Lowry 定量」:不符合本單元判讀。須留意 Lowry 顯色對這些殘基的依賴。 「凱氏法測胜肽鍵、咪唑基或酪胺酸」:錯。直接測定的依據是氮量,並由此換算蛋白質。 「含氮量除以 6.25」「尿素不干擾」:皆錯。應乘以 6.25,且須注意非蛋白質氮。 「所有顯色檢驗都能測蛋白質」:錯。先確認反應標的,Sanger、Trinder、Guthrie 與 Jaffe 各有不同用途。 記憶口訣 「雙縮鹼銅配胜肽,Bradford 酸中染藍色;BCG 酸中測白蛋白,Lowry 配 Folin。」 「芳香吸光二八零;凱氏酸消化、鹼放氨,量氮乘上六點二五。」