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タンパク質・核酸の凍結融解について トピック削除
No.10330-TOPIC - 2022/03/10 (木) 16:00:04 - 素人質問
バイオ系研究初心者です。

タンパク質や核酸は凍結融解を繰り返すとその品質が落ちて行くことは免れようもないようですが、誰もが少しでも品質を保持したいと考えると思います。

解凍方法について、(1)室温で放冷、(2)流水解凍、(3)お湯で解凍、などが挙げられると思いますが、そのうちどれが最も適しているのかふと気になり、ご意見をお聞きしたく思います。

宜しくお願いします。
 
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たくさんのご意見ありがとうございます。 削除/引用
No.10330-13 - 2022/03/15 (火) 14:12:09 - 素人質問
非常にたくさんのご意見、ありがとうございます。
たくさんの意見を吸収することができ、大変参考になりました。

DNAはなんとなくデリケートなイメージがありましたが、さすがは遺伝情報の担い手、よく考えればタンパク質に比べて安定ですね。

他にもご意見がありましたら、気軽に投稿していただけると、とても助かります。

(無題) 削除/引用
No.10330-12 - 2022/03/14 (月) 14:15:39 - s
復氷だけど、遠心で10000Gぐらいかかるとして、1gの氷に10kgのおもりを載せたらそんなに簡単に氷が融けるだろうか。載せる面の面積が1cm^2なら10atmぐらいということになるが。まあ、復氷が起きない物質を凍らして遠心して比べてみればいいかもしれない(でも条件を揃えるのは難しいか)。

あと遠心で熱が発生するのは、空気との摩擦よりも断熱圧縮の効果のほうがずっと大きいと思います。宇宙船の大気圏再突入と同じはず。

(無題) 削除/引用
No.10330-11 - 2022/03/11 (金) 23:12:13 - G25
核酸でもDNAは安定で、腐ったり酸化したりなど自然に変性・劣化しやすいタンパク質とちがい、冷蔵保存が必須ではないです。
ヌクレアーゼや微生物の混入がない純度の高いDNAであれば、TE溶液の状態で冷蔵保存しておけば、まあ、卒研から博士過程修了までの期間くらいは十分保ちます。
先にも書きましたが、凍結による物理的なせん断による劣化のほうが目立つ。

でもRNAは2'-OH基が求核剤になってリン酸エステル結合を切って分解するので、ディープリーザーでの凍結保存がスタンダード。

核酸はDNAとRNAの種別しかないけれど、タンパク質は多種多様で、安定性、凍結融解に対する感受性、などなど、千差万別ですから。凍らせると変性、失活するタンパク質なんてざらにあるから、何でもフリーザーに入れとけばokってこともない。

(無題) 削除/引用
No.10330-10 - 2022/03/11 (金) 22:52:47 - G25
>遠心の圧によるちょっとした発熱ですぐサンプルが溶けたりもします。

空気との摩擦熱のためという可能性は否定しないが、
もともと氷は圧力をかけると融点が下がる性質がある。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%A9%E6%B0%B7

(無題) 削除/引用
No.10330-9 - 2022/03/11 (金) 15:17:45 - 素人質問
追加で質問なのですが、皆さんの感覚として、核酸よりもタンパク質の方がよりデリケートで、繊細に取り扱う必要があるという感覚なのでしょうか。

核酸は変性しませんが、タンパク質は変性します。従って、より不安定で品質確保が難しいのはタンパク質なのでしょうか。
(勿論ものにもよると思います)

どのような意識で実験に臨むべきか、という参考にしたいと思います。

(無題) 削除/引用
No.10330-8 - 2022/03/11 (金) 14:25:36 - 素人質問
なるほど。
万能な方法は確立されていないのですね。。

ものによって、用途によって、使い分けているようですね。

参考になります。答えて頂いた方ありがとうございます。

なるべくたくさんの方の意見を聞いてみたいです。

(無題) 削除/引用
No.10330-7 - 2022/03/11 (金) 08:32:25 - おお
ケースばいケースなので、生化学的なプロトコールでまとまって書いているところはないかなあと思います。

温度は安定性に影響を与えやすいです。タンパクは特にセンシティブな事が多いです。したがって氷上で融解するのが普通はベターです。好熱性のバクテリアから取れたPCR用の酵素などでもー20度保存です(ただしグリセロールが入っていて凍結しないものも多いですが)。凍結による影響、即座に用意できることを考えてグリセロールを加えてー20度でも凍らないようにする方法はよく取られると思いますが、おそらく万能ではないと思います。

精製したタンパクなどで、塩濃度にセンシティブなものはバッファーの塩など溶けるときに偏りを生じるのでそれを避けるためになるだけ早く溶かしたほうがいい場合もあります。温度の許容範囲はタンパクによってそれぞれでしょう。

DNAとかは室温で溶かしたりしてます。

ちょっとした裏技的なことで4度に設定したマイクロチューブ用の遠心機で10分ぐらいMaxに近いスピードで回しておくと、遠心の圧によるちょっとした発熱ですぐサンプルが溶けたりもします。チューブないの温度がどれくらいになるかは不明です。

(無題) 削除/引用
No.10330-6 - 2022/03/11 (金) 04:50:37 - LPS
濃度の高い部分が底の方にたまるのを避けるために、水浴で時折、撹拌して溶かす事が多いですね。37℃で溶かす時は、細胞の時と同じように穏やかに攪拌し続けたりしてます。中途半端な状態に長く置くのを避けたいので。

(無題) 削除/引用
No.10330-5 - 2022/03/10 (木) 19:17:27 - G25
>タンパク質や核酸は凍結融解を繰り返すとその品質が落ちて行くことは免れようもないようですが、誰もが少しでも品質を保持したいと考えると思います。

むしろ、凍結の仕方のほうが影響があるかも。

核酸でもある程度の大きさのもの(ゲノムDNAやベクターなど)は凍結によって物理的にせん断されて壊れてくるようだし、プライマーなんかは凍結融解でパフォーマンスが落ちるのが実感される(なので普段使いのプライマーは4℃で保存している)。

「少しでも品質を保持したい」なら、なんども繰り返し使うようなものは小分けして冷凍保存し、凍結融解はサイクルだけにすることを考える。

(無題) 削除/引用
No.10330-4 - 2022/03/10 (木) 18:41:50 - jklkmjn
抗体については、凍結品を体温かそれ以上の温度で急いで溶かすと失活する(反応性が悪くなる、western blottingで非特異的なシグナルが出たりバックグラウンドが汚くなったりなど)ことがたまにあります。例えば手で握って溶かすとか、37℃のインキュベータで溶かすとかです。
なので氷中に挿して放置して、自然に溶けるのを待つという方法があります。翌日使うならば前日帰りがけに冷蔵庫(4℃)に入れておくのもよいと思います。

そのタンパク質の生物活性については問わないような利用意図(ブロッキングとか)でしたら、3つの案のどれでも良いように思います。

DNAは高温にでも晒さない限り、タンパク質ほど温度に対してデリケートではないような気もします。

(無題) 削除/引用
No.10330-3 - 2022/03/10 (木) 16:36:26 - noname
私の経験ですが、氷水浴で溶かすと失活することもあるので、
室温の水につけて数分で溶かしてすぐにon iceが一番安定しています。

(無題) 削除/引用
No.10330-2 - 2022/03/10 (木) 16:20:58 - G25
氷水浴(あるいは冷蔵庫の中で)解凍するというのが標準的でしょう。
一部あるいは全部が解けた状態でも劣化、変性を起こしにくい氷温に保つというのは意味がある。

ものにもよると思いますけど。例えば、ちょっと性質が違うけど、凍結保存の哺乳類培養細胞は37℃程度の温水浴で解凍しますね。

タンパク質・核酸の凍結融解について 削除/引用
No.10330-1 - 2022/03/10 (木) 16:00:04 - 素人質問
バイオ系研究初心者です。

タンパク質や核酸は凍結融解を繰り返すとその品質が落ちて行くことは免れようもないようですが、誰もが少しでも品質を保持したいと考えると思います。

解凍方法について、(1)室温で放冷、(2)流水解凍、(3)お湯で解凍、などが挙げられると思いますが、そのうちどれが最も適しているのかふと気になり、ご意見をお聞きしたく思います。

宜しくお願いします。

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