来源:DNA Lab Space 实验教程 | 编译:DNA Lab Space
辛辛苦苦跑完无细胞表达,离心后却看到一管怎么都溶不开的沉淀——加缓冲液、超声、过夜搅拌,依然浑浊甚至直接析出。别急着扔样品,问题多半出在复溶策略上。这篇教程会从最容易被忽视的手误开始,带你按流程排查收集、洗涤、缓冲液、温度、去垢剂和复性步骤,再聊两个进阶疑难病例,帮你把沉淀“救”回来,并附上日常记录习惯和工具辅助思路。
第一步:快速排查低级错误
无细胞表达体系成分复杂,沉淀里不只有目标蛋白,还有裂解物碎片、核酸和脂质。新手最容易栽在以下4个基础错误上,先对照检查,能省下大量时间。
1. 离心后分错了管:把上清和沉淀搞混,或者倒上清时把沉淀带走了。 解决:离心后先在管壁上标记沉淀侧,用移液器吸上清,保留原管中沉淀,再用100μL缓冲液轻洗管壁确认。
2. 用纯水或PBS直接重悬沉淀。 解决:纯水离子强度太低,PBS不一定匹配蛋白等电点;换成含150~300mM NaCl、50mM Tris-HCl(pH 8.0)的缓冲液起步。
3. 沉淀不清洗直接加溶解液。 解决:先用含0.5% Triton X-100、300mM NaCl的洗涤液重悬沉淀,20,000g 4°C离心20分钟,弃上清,重复两次再进入复溶。
4. 涡旋振荡或超声处理过猛:不是把沉淀分散,而是让蛋白聚集更牢固。 解决:用移液器头轻柔吹打或用旋转摇床(10rpm),冰上操作,避免气泡。

第二步:分维度系统排查
排除低级错误后,沉淀还是复溶不理想?按下面5个模块逐步排查,每步都有现象、原理、解决和验证方法,建议从第1个模块走到第5个模块,不要跳步。
1. 收集沉淀:离心转速和时间够不够?
- 现象:离心后沉淀量看起来很少,但上清仍浑浊;或者复溶后总蛋白量低于预期。
- 原理:无细胞体系中的核糖体和膜碎片密度不均,普通10,000g离心15分钟可能只沉降大颗粒,而小聚集体还悬浮着。沉淀不全是目标蛋白,上清的浑浊可能是未沉淀的聚集体。
- 解决:改用20,000~25,000g,4°C离心30分钟。如果样品量大,使用固定角转子比水平转子更容易形成紧实沉淀。离心后在冰上静置2分钟再小心弃上清。
- 验证:取离心的上清和沉淀分别跑SDS-PAGE,考马斯亮蓝染色,看目标条带分布。如果上清仍有大量目标蛋白,说明离心条件需要加强。
2. 洗涤沉淀:有没有洗掉“粘稠杂质”?
- 现象:沉淀像“鼻涕”一样黏糊糊,用移液器吸不动,甚至拉丝。
- 原理:无细胞表达体系中释放的基因组DNA和高分子量RNA会与目标蛋白共沉淀,形成高黏度胶状物。核酸还会通过静电作用“绑住”蛋白,让复溶变得困难。
- 解决:在洗涤液中加入MgCl₂至2mM,再加入Benzonase核酸酶(25U/mL)或DNase I(10μg/mL),用移液器吹打均匀后37°C孵育20分钟。随后加入EDTA至5mM螯合Mg²⁺,再用20,000g离心20分钟。洗涤液配方:50mM Tris-HCl(pH 8.0)、300mM NaCl、0.5% Triton X-100、1mM DTT。
- 验证:观察重悬液是否从“黏稠”变成“顺滑”;取洗涤前后样品测A260/A280比值,若比值从1.5左右降到0.6以下,说明核酸去除效果良好。
3. 复溶缓冲液:pH、盐、去垢剂选对了吗?
- 现象:加缓冲液后立刻出现白色浑浊,或始终有细颗粒;同一缓冲液在不同批次沉淀上表现不一致。
- 原理:蛋白质在等电点附近溶解度最低。无细胞表达产物常带较多疏水表面,盐浓度太低无法屏蔽电荷,太高又可能“盐析”;非离子去垢剂能帮助分散疏水蛋白,但浓度和类型需要选择。
- 解决:使用“三件套”策略试出最佳条件:
1. 固定盐浓度150mM NaCl,设置pH梯度:7.0、7.5、8.0、8.5(50mM Tris-HCl)。
2. 固定最优pH,设置盐梯度:0、100、300、500mM NaCl。
3. 在最优pH和盐基础上,添加1%甘油、0.5% Sarkosyl(月桂酰肌氨酸钠)或0.1% Triton X-100作为去垢剂。若用Sarkosyl,复溶后需透析或加入5mM DTT辅助去除。
- 验证:每个条件下取100μL复溶液,20,000g离心15分钟,分开上清和沉淀,用BCA法测定蛋白量。以上清蛋白量/总蛋白量作为可溶率,记录每个条件的数值,选择最高的一组。

4. 复溶条件:温度、时间和搅拌方式控制了吗?
- 现象:冰