去垢剂的选择

摘要

本文综述了实验室去垢剂及其在生物医学实验中的应用。本文综述了离子型、非离子型和两性离子型去垢剂及其一般性能，以及各组常用去垢剂的相关信息。最后，我们对一些常用去垢剂的实验室调查结果进行了简要讨论。

 

介绍

生物医学实验室使用的去垢剂是温和的表面活性剂（表面作用剂），用于细胞溶解（即细胞膜破裂）和释放细胞内材料。它们是两亲性分子，同时含有亲水和疏水区域。这种两亲性使得去垢剂能够破坏蛋白质、蛋白质脂质和脂质的结合、变性蛋白质和其他大分子，并防止免疫化学分析和蛋白质结晶中的非特异性结合。

实验室研究中使用的去垢剂有很多种。新的两亲性化合物，通常设计用于特定用途，继续开发（例如，麦芽糖新戊二醇[1]和糖基取代的二羧酸盐[2]）。本文综述了最常用的实验室去垢剂的特点和应用。

Table 1. Classification of detergents.

Type	Chemicals
ionic	sodium dodecyl sulfate (SDS), deoxycholate, cholate, sarkosyl
non-ionic	Triton X-100, DDM, digitonin, tween 20, tween 80
zwitterionic	CHAPS
chaotropic	urea

去垢剂是两亲性有机化合物，由疏水性非极性碳氢化合物部分（尾部）和亲水性极性基团（图1a）组成。这种分子结构与构成细胞膜的两亲性磷脂非常相似，只是磷脂具有一对附着于亲水性基团的疏水尾（图1d）。当在适当浓度和温度下溶解于水中时，两亲性分子自组装成结构，使它们的亲水性头组保持在外部，疏水性尾部保持在内部远离水。由于它们的分子差异，去垢剂分子形成球形胶束（图1c），而磷脂更有可能形成双层（图1d）。分子结构的相似性使得去垢剂能够穿透磷脂双层膜，从而破坏细胞膜。

此外，胶束的疏水核心可以结合到蛋白质的疏水区域（图1b）。胶束中去垢剂分子的数量称为聚集数，这是一个用来评估膜蛋白溶解性的重要参数[3]。疏水区的长度与疏水性程度成正比，在去垢剂中是相当恒定的，而带电的头组是可变的。温度和浓度是去垢剂相分离和溶解度的重要参数。在给定温度下观察胶束的最小去垢剂浓度称为临界胶束浓度（CMC）。在低于CMC的任何浓度下，只观察到单体；在高于CMC的浓度下，胶束和单体与其他不溶于水的非胶束相共存。同样，形成胶束的最低温度称为临界胶束温度（CMT）。CMC也受人头组亲脂性程度的影响。一般来说，低亲脂性或脂恐怖性会导致高CMC。

普通去垢剂根据其特性分为三类：离子型（阴离子型或阳离子型）、非离子型和两性离子型。下面我将讨论这些类别中的常用去垢剂，并提供有关实验室去垢剂的选择和使用的重要信息。

一个好的去垢剂应该能够溶解细胞，溶解蛋白质，并适合你的下游应用。此外，还应考虑天然或变性形式的可溶性蛋白质。没有适用于所有应用的理想去垢剂，即使在同一应用中，结果也各不相同（表3）。因此，在考虑了各种选择后，往往需要反复试验才能找到最佳的去垢剂，而去垢剂的混合物可能是最佳的。此外，去垢剂工作液的新鲜制备通常是避免水解和氧化的最佳实践。

Table 3. Properties and main applications of common detergents

Detergent	MW (Da) monomer	MW (Da) micelle	CMC (mM) 25oC	Aggregation No.	Cloud Point (oC)	Avg. Micellar Weight	Strength	Dialyzable	Applications
SDS	289	18,000	7-10	62	>100	18,000	Harsh	Yes	Cell lysis, Electrophoresis, WB, hybridization
Triton X-100	625	90,000	0.2-0.9	100-155	65	80,000	Mild	No	Enzyme immunoassays, IP, Membrane solubilization
CHAPS	615	6,150	6	10	>100	6,150	Mild	Yes	IEF, IP
NP-40	680	90,000	0.059		45-50		Mild	No	IEF
n-dodecyl-β-D-maltoside	511		0.15	98		50,000			Protein Crystallization
Tween-20	1228		0.06		76		Mild	No	WB, ELISA, Enzyme immunoassays
Digitonin	1229	70,000	<0.5	60		70,000	Mild	No	Membrane solubilization