(一)实验室安全在生物化学实验中,经常要与有腐蚀性,易燃、易爆和毒性很强的化学药品及有潜在危害性的生物材料直接接触,经常要用到煤气、水、电。酒精及其他可溶于水的液体着火时,应用石棉网或沙土扑灭。进行遗传重组的实验室应根据有关规定加强生物安全的防范措施。(二)实验室应急处理在生物化学实验中,如不慎发生受伤事故,应立即采取适当的急救措施。汽油、乙醚、甲苯等有机溶剂着火时,应用石棉网或沙土灭火。......
2025-09-30
一、蛋白质及氨基酸的呈色反应
【目的要求】
1.了解构成蛋白质的基本结构单位及主要连接方式。
2.了解蛋白质和某些氨基酸的呈色反应原理。
3.学习几种常用的鉴定蛋白质和氨基酸的方法。
(一)双缩脲反应
【实验原理】
尿素加热至180℃左右,生成双缩脲并放出一分子氨。双缩脲在碱性环境中能与Cu2+结合生成紫红色化合物,此反应称为双缩脲反应(图3-2)。蛋白质分子中有肽键,其结构与双缩脲相似,也能发生此反应。可用于蛋白质的定性或定量测定。
因此,一切蛋白质或二肽以上的多肽都有双缩脲反应,但有双缩脲反应的物质不一定都是蛋白质或多肽。
【试剂与器材】
1.试剂
尿素;10%氢氧化钠溶液;1%硫酸铜溶液;2%卵清蛋白溶液。
图3-2 双缩脲反应小紫红色铜双缩脲复合物分子
2.器材
酒精灯;试管夹;试管1.5cm×15cm。
【操作方法】
1.取黄豆粒大小的尿素,放入干燥试管中。用微火加热使尿素熔化。熔化的尿素开始硬化时,停止加热,尿素放出氨,形成双缩脲。冷却后,加1mL10%氢氧化钠溶液,振荡混匀,再加1滴1%硫酸铜溶液,再振荡。观察出现的粉红颜色(避免添加过量硫酸铜,否则,生成的蓝色氢氧化铜能掩盖粉红色)。
2.另取一试管加1mL卵清蛋白溶液和2mL10%氢氧化钠溶液,摇匀,再加2滴1%硫酸铜溶液,随加随摇。观察紫玫瑰色的出现。
(二)茚三酮反应
【实验原理】
除脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质外,所有α-氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应生成蓝紫色物质。该反应分两步进行(图3-3),首先是氨基酸被氧化,产生CO2、NH3和醛,而水和茚三酮被还原为还原型茚三酮,然后是还原型茚三酮与另一分子水和茚三酮与NH3缩合生成有色物质。
β-丙氨酸、氨和许多一级胺都呈阳性反应。尿素、马尿酸和肽键上的亚氨基不呈现此反应。因此,虽然蛋白质和氨基酸均有茚三酮反应,但能与茚三酮呈阳性反应的不一定就是蛋白质或氨基酸。在定性、定量测定中,应严防干扰物存在。
【试剂与器材】
1.试剂
(1)2%卵清蛋白或新鲜鸡蛋清溶液(蛋清∶水=1∶9);
(2)0.5%甘氨酸溶液;
(3)0.1%茚三酮水溶液;
(4)0.1%茚三酮-乙醇溶液;
(5)蛋白质溶液。
2.器材
恒温水浴锅;试管及试管夹;烧杯;酒精灯;电磁炉;不锈钢锅;滤纸。
【操作方法】
1.取2支试管分别加入蛋白质溶液和甘氨酸溶液1mL,再各加0.5mL0.1%茚三酮水溶液,混匀,在沸水浴中加热1~2min,观察颜色由粉色变紫红色再变蓝。
图3-3 蛋白质、氨基酸的茚三酮反应
2.在一小块滤纸上滴1滴0.5%甘氨酸溶液,风干后,再在原处滴1滴0.1%茚三酮-乙醇溶液,在微火旁烘干显色,观察紫红色斑点的出现。
(三)黄色反应
【实验原理】
含有苯环结构的氨基酸,如酪氨酸和色氨酸,遇硝酸后,可被硝化成黄色物质,该化合物在碱性溶液中进一步形成橙黄色的硝醌酸钠。
多数蛋白质分子含有带苯环的氨基酸,所以有黄色反应,苯丙氨酸不易硝化,需加入少量浓硫酸才有黄色反应。
【试剂与器材】
1.试剂
10%氢氧化钠溶液;鸡蛋清溶液;浓硝酸;指甲或头发。
2.器材
恒温水浴锅;试管;试管夹;烧杯;酒精灯。
【操作方法】
1.取一支试管,加鸡蛋清溶液1滴及浓硝酸2滴,由于强酸作用,出现蛋白质沉淀。用微火加热,沉淀变为黄色。冷却后,逐滴加入10%氢氧化钠溶液至碱性,观察颜色变化。
2.剪一些指甲或头发放入试管,加入数滴浓硝酸,观察颜色变化。
(四)乙醛酸反应
【实验原理】
含有吲哚基的色氨酸在浓硫酸存在下与乙醛酸(CHOCOOH)缩合,形成与靛蓝相似的物质。此反应机理尚不清楚,可能是由一分子乙醛酸与两分子色氨酸脱水缩合而成的。含有色氨酸的蛋白质也有此反应。
【试剂与器材】
1.试剂
蛋白质溶液;冰醋酸;浓硫酸(分析纯);2%白明胶。
2.器材
恒温水浴锅、试管及试管夹。(https://www.chuimin.cn)
【操作方法】
取2支试管,分别加入蛋白质溶液和5滴2%白明胶,再加浓冰醋酸1~2mL,混匀,倾斜试管慢慢地沿管壁各加1mL浓硫酸,使之两相重叠,静置5min后则两相界面处出现紫红色环,若效果不明显可水浴加热。
(五)醋酸铅反应和亚硝基铁氰化钠反应
【实验原理】
多数蛋白质分子中常有含硫的氨基酸,如半胱氨酸和胱氨酸,含硫蛋白质在强碱作用下可分解产生硫化钠。硫化钠与醋酸铅反应生成黑色的硫化铅沉淀,若加入浓盐酸则有硫化氢气体产生。
蛋白质中的半胱氨酸和胱氨酸极易脱硫,而含硫的氨基酸甲硫氨酸对强碱相当稳定,不产生此反应。在碱性条件下含有—SH的半胱氨酸与亚硝基铁氰化钠反应形成玫瑰色物质。
【试剂与器材】
1.试剂
(1)未稀释的鸡蛋清。
(2)10%的NaOH溶液。
(3)1.5%Pb(Ac)2溶液(醋酸铅溶液)。
(4)5%亚硝基铁氰化钠。
(5)浓盐酸。
(6)0.3%苯丙氨酸、0.3%酪氨酸、0.3%半胱氨酸。
2.器材
恒温水浴锅;试管及试管夹;酒精灯。
【操作方法】
1.向试管中先加入1.5%Pb(Ac)2溶液约1mL,再慢慢滴加10%的NaOH溶液,边加边振摇,直到产生的沉淀溶解为止。此时再向试管内加未稀释的鸡蛋清5~6滴,混匀。置酒精灯上加热1min,溶液变黑,小心加入2mL浓盐酸,黑色褪去,嗅其味。
2.在白瓷板上,各加0.3%苯丙氨酸、0.3%酪氨酸、0.3%半胱氨酸溶液各2滴,分别加3滴10%NaOH溶液和2~3滴5%亚硝基铁氰化钠溶液,观察显色反应(颜色不稳定,会很快消失)。
二、蛋白质的沉淀反应
【目的要求】
1.熟悉蛋白质的沉淀反应。
2.进一步掌握蛋白质的有关性质。
【实验原理】
多数蛋白质是亲水胶体,当其稳定因素被破坏或与某些试剂结合成不溶解的盐后,即产生沉淀。
【试剂与器材】
1.试剂
(1)蛋白质试液。
(2)1%醋酸铅 1g醋酸铅溶于蒸馏水并稀释至100mL。
(3)5%鞣酸溶液 5g鞣酸溶于水并稀释至100mL。
(4)1%硫酸铜溶液 1g硫酸铜溶于水并稀释至100mL。
(5)1%硝酸银。
(6)10%三氯乙酸。
(7)5%磺基水杨酸。
2.器材
(1)试管1.5cm×15cm(×7)。
(2)吸管5.0mL(×2)、2.0mL(×2)、1.0mL(×1)。
(一)乙醇沉淀蛋白质
乙醇为脱水剂,能破坏蛋白质胶体的水化层而使其沉淀析出。
【操作方法】
取蛋白质溶液1mL,加晶体NaCl少许(加速沉淀并使沉淀完全),待溶解后再加入95%乙醇2mL混匀。观察有无沉淀析出。
(二)重金属盐析沉淀蛋白质
蛋白质与重金属离子(如Cu2+、Ag+、Hg2+等)结合成不溶性盐类而沉淀。
【操作方法】
取试管3支,分别加入蛋白质溶液1mL,再分别加入1%AgNO3、1%醋酸铅、1%CuSO4溶液各1~3滴,振荡试管,观察沉淀生成。放置片刻,倾去上清,加少量水,观察沉淀是否溶解,解释原因。
(三)有机酸沉淀蛋白质
【操作方法】
取试管2支,分别加入蛋白质溶液1mL,再分别加入10%三氯乙酸和5%磺基水杨酸溶液各1~3滴,振荡试管,观察沉淀生成。放置片刻,倾去上清,加少量水,观察沉淀是否溶解,解释原因。
【要点提示】
1.当加热试管时,试管口不准对着别人。
2.闻带有刺激性气味的气体时,用手扇着闻少许即可,不要直接凑到管口去闻。
【思考题】
1.蛋白质有哪些显色反应?
2.列表写出蛋白质的颜色反应和沉淀反应。
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2025-09-30
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