抗原抗體是否能維持凍融穩(wěn)定性是非常重要。因為這關(guān)系到我們的企業(yè)參考品，校準(zhǔn)品，質(zhì)控品，及產(chǎn)品性能。因此了解抗原抗體反復(fù)凍融不穩(wěn)定的原因非常重要。下面我們就直接進行主題!

一.抗原抗體凍融后不穩(wěn)定的原因是什么？

　　大家都知道抗原抗體的本質(zhì)還是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的組成單元是氨基酸，氨基酸，一系列氨基酸經(jīng)過α螺旋和β折疊等形成了復(fù)雜的三位結(jié)構(gòu)。所以結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對于抗原抗體的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

　　凍融這個操作會影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，主要是因為凍融過程中產(chǎn)生的冰晶和溫度變化會對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)造成不利影響。底層原理涉及幾個關(guān)鍵因素：

冰晶的形成

界面效應(yīng)

溫度變化

重復(fù)凍融的累積效應(yīng)

1. 冰晶的結(jié)構(gòu)特征

　　冷凍過程中，溶液中的水分子逐漸從溶液中聚集成團，形成冰晶。冰晶的形成是由于水分子在低于其冰點時失去溶解度而形成的結(jié)晶體。

　　冰晶是有序排列的水分子網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)緊密而穩(wěn)定。冰晶形成時，水分子通過氫鍵相互連接，形成六角形的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)比水在液態(tài)時分子間距離更大，密度更小，導(dǎo)致冰晶在形成時體積擴大，也因此表現(xiàn)出比水更輕的密度。

2. 冰晶對蛋白質(zhì)的影響

濃縮效應(yīng)：

冰晶形成時，溶液中的水分子逐漸凝聚到冰晶中，導(dǎo)致溶液中蛋白質(zhì)的濃度升高。這種濃縮效應(yīng)可能會增加蛋白質(zhì)在溶液中的相互作用，促進蛋白質(zhì)的聚集和沉淀。

界面效應(yīng)

：冰晶的形成和解凍過程中，液相和固相之間的界面會發(fā)生變化。這種界面效應(yīng)可能會導(dǎo)致蛋白質(zhì)在界面上的吸附和局部變性。在冰晶解凍時，這種效應(yīng)可能更為顯著，因為冰晶與溶液之間的相變過程可能引起機械應(yīng)力和蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)紊亂。

蛋白質(zhì)的變性和失活

：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能依賴于其特定的三維構(gòu)象。冰晶的形成和解凍過程中可能引起蛋白質(zhì)的部分變性或失活，特別是對于熱敏感的蛋白質(zhì)而言。這種失活通常是由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的局部不穩(wěn)定性增加，導(dǎo)致活性位點或功能結(jié)構(gòu)的損傷。

3. 溫度變化

　　凍融過程中，溫度的劇烈變化會對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生直接影響?？焖俚膬鼋Y(jié)和解凍過程可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)局部結(jié)構(gòu)的失衡和變性，尤其是對于熱敏感的蛋白質(zhì)而言。

4.重復(fù)凍融的累積效應(yīng)

　　多次循環(huán)凍融會導(dǎo)致這些影響的累積，加劇蛋白質(zhì)的損傷和失活。每次凍融過程中可能發(fā)生的微小結(jié)構(gòu)變化和損傷，隨著時間的推移可能積累到足以顯著影響蛋白質(zhì)的整體穩(wěn)定性和活性。

二.如何解決抗原抗體凍融后的不穩(wěn)定現(xiàn)象？

　　既然是冰晶的形成對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性不利，那么解決抗原抗體等蛋白凍融不穩(wěn)定的思路是減少冰晶的形成對蛋白質(zhì)的不利影響。

可添加的保護劑如下：

1）甘油：

甘油可以降低溶液的冰點，減少冰晶在冷凍過程中形成。同時甘油是一種小分子保護劑，可以通過與蛋白質(zhì)表面的水分子競爭結(jié)合，穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，減少冷凍過程中的變性。

2）蔗糖或海藻糖：

蔗糖在冷凍過程中可以形成玻璃態(tài)(玻璃化轉(zhuǎn)變)，這種無定形的固態(tài)可以包裹和穩(wěn)定蛋白質(zhì)，防止冰晶對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的損傷。并且蔗糖能夠形成一個水化層，保護蛋白質(zhì)表面，減少冷凍和凍融過程中由于脫水導(dǎo)致的變性。

3）甘氨酸：

甘氨酸可以降低溶液的冰點，從而減緩冰晶的形成。同時具有良好的水合能力，可以與蛋白質(zhì)分子形成穩(wěn)定的水合作用，防止蛋白質(zhì)在凍融過程中由于水分流失而變性。甘氨酸作為一種兼容溶質(zhì)，在高濃度下可以保持蛋白質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)，同時不干擾蛋白質(zhì)的功能，也可以提高溶液的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，在高于Tg的溫度下，溶液保持玻璃態(tài)，可以減少冰晶的形成，從而保護蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

4）聚乙二醇：

PEG 是一種大分子保護劑，通過提供空間位阻，防止蛋白質(zhì)分子聚集。這種效應(yīng)可以減少冷凍和凍融過程中由于蛋白質(zhì)聚集導(dǎo)致的失活。PEG 可以增加溶液的粘度，減少蛋白質(zhì)分子的運動，從而穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。它還可以通過與蛋白質(zhì)表面水分子的相互作用，保持蛋白質(zhì)的水合狀態(tài)，防止變性。

5）2-甲基2,4-戊二醇（MPD）：

MPD可以干擾冰晶的生長過程，使冰晶形成的速度變慢并減少冰晶的大小。還可以通過與蛋白質(zhì)分子上的極性基團(如氨基和羧基)形成氫鍵，穩(wěn)定蛋白質(zhì)的二級和三級結(jié)構(gòu)。

6）牛血清白蛋白（BSA）:

BSA作為一種穩(wěn)定劑，可以通過與其他蛋白質(zhì)分子形成非共價鍵，防止它們在凍融過程中變性和聚集。BSA能夠覆蓋蛋白質(zhì)的表面，提供一個保護性屏障，減少外界環(huán)境對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞。

　　在凍融過程中，蛋白質(zhì)分子可能會因為表面吸附而失活。BSA可以通過競爭性吸附作用，防止其他蛋白質(zhì)分子在容器壁或冰晶表面上的吸附，從而保護它們的活性。