为了长期稳定性，储存纯化蛋白质最广泛接受的温度是 -80°C 或 -70°C。这个温度能有效阻止大多数生化降解和微生物活动，从而使蛋白质功能保持数月甚至数年。然而，温度只是成功储存策略的一部分。
选择储存温度是一个关键的起点，但真正的蛋白质稳定性取决于多种因素的组合，包括蛋白质的内在特性、缓冲液组成以及避免破坏性的冻融循环。仅仅选择一个温度而不考虑整体情况是一个常见且代价高昂的错误。
蛋白质储存的基础：温度
低温储存的主要目的是减缓分子运动。这大大降低了在室温甚至冰箱中可能破坏样品化学降解、蛋白水解和聚集的速率。
黄金标准：-80°C / -70°C
对于储存超过几周的情况，标准的实验室-80°C冰箱是推荐的解决方案。正如参考研究所示，对于许多常见蛋白质，这个温度足以维持蛋白质活性至少一年。
它在保存样品和大多数研究环境中设备的实际可用性之间取得了最佳平衡。
短期储存：4°C
将蛋白质储存在4°C只适用于非常短的时间，通常是几天到一周。这在纯化步骤之间或持续使用的蛋白质中很常见。
请注意，在4°C下，蛋白酶和微生物仍然活跃，降解可能发生。样品应无菌，并且可能需要蛋白酶抑制剂。
极端选择：-196°C（液氮）
将样品储存在液氮中通常仅限于极其敏感的蛋白质或用于创建永久性存档细胞库。
虽然直观上认为越冷越好，但许多研究得出结论，对于大多数纯化蛋白质而言，-196°C下的稳定性并不比-80°C下显著更好。额外的复杂性和成本通常不值得。
超越温度：稳定性的关键因素
仅凭温度并不能保证稳定性。蛋白质所处的溶液与它所处的冰箱同样重要。
冷冻保护剂的重要性
当水溶液冻结时，会形成冰晶。这些晶体可以通过变性物理损伤蛋白质结构。冷冻保护剂是防止这些破坏性晶体形成的添加剂。
最常见的冷冻保护剂是甘油，通常添加至最终浓度为20-50%。它确保样品玻璃化（变成玻璃状固体）而不是结晶。
缓冲液组成的作用
蛋白质仅在特定的pH范围内稳定。您的储存缓冲液必须配制以维持此pH值。典型的缓冲液浓度为20-50 mM。
此外，蛋白质浓度也很重要。根据经验法则，将蛋白质储存在高于1 mg/mL的浓度有助于防止因表面吸附到储存管而造成的损失。
延长寿命的添加剂
对于对氧化敏感的蛋白质，特别是那些含有游离半胱氨酸残基的蛋白质，在储存缓冲液中添加还原剂，如二硫苏糖醇（DTT）或β-巯基乙醇（BME），可能至关重要。
了解权衡和常见陷阱
避免常见错误与遵循最佳实践同样重要。许多蛋白质样品并非因长期储存不当而损坏，而是因处理不当。
冻融循环的危险
这是蛋白质降解最常见的原因。每次样品冻结和解冻时，都会暴露于冰晶形成的破坏性影响。
最佳实践是在纯化后将蛋白质分装成小份、一次性使用的量。这使您只需解冻单次实验所需的量，从而保持主库存的完整性。
“无霜”冰箱陷阱
切勿将宝贵的蛋白质储存在家用“无霜”冰箱中。这些设备会定期进行加热循环以融化冰块，而这些温度波动对蛋白质稳定性来说是灾难性的。
只能使用保持稳定温度的手动除霜实验室级冰箱。
过度依赖温度
认为-80°C冰箱是万能药是一个常见的错误。处于次优缓冲液中的蛋白质仍然会聚集和降解，尽管速度较慢。需要采取综合方法，考虑缓冲液、添加剂和处理。
蛋白质储存的实用方案
为确保样品长期可行性，您必须将储存策略与实验目标保持一致。
- 如果您的主要重点是短期使用（几天到一周）： 将蛋白质储存在4°C的无菌缓冲液中，但密切监测是否有沉淀或活性损失的迹象。
- 如果您的主要重点是标准长期储存（数月到数年）： 将含有20-50%甘油的缓冲液中的单次使用等分样品快速冷冻，并储存在手动除霜冰箱的-80°C下。
- 如果您的主要重点是防止聚集： 确保蛋白质浓度足够高（>1 mg/mL），并且缓冲液pH值已针对您的特定蛋白质的稳定性进行优化。
- 如果您的主要重点是最大化活性： 准备小份、一次性使用的等分样品，以完全避免冻融循环，因为这是最主要的损伤来源。
通过将蛋白质储存视为一个多因素系统，您可以从希望稳定转变为工程化稳定。
总结表：
| 储存温度 | 推荐用途 | 关键注意事项 |
|---|---|---|
| -80°C / -70°C | 长期（数月至数年） | 黄金标准；阻止降解。与甘油等冷冻保护剂一起使用。 |
| 4°C | 短期（几天到一周） | 适用于即时使用；监测降解。 |
| -196°C（液氮） | 存档（极其敏感的蛋白质） | 复杂且昂贵；对大多数蛋白质通常不必要。 |
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