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螯合剂的种类与应用
发布时间:2024-11-19

螯合剂在我们日常的生物实验中经常会用到,经常实验接触到就是EDTA、EGTA(更温和一些)了,以前就觉得顾名思义就是螯合一些金属离子呗,但是随着了解,发现还有一些其他功能。当然了,在分子诊断方面用的多一些,在抗原抗体试剂方面相对少一些吧,但也是主要起螯合作用,还有就是抑制酶活性(这个在报告基因试剂盒方面,为了延长萤光素酶和荧光探针发光的半衰期),再有作为血液抗凝剂,有时候也会在层析上应用一些,但是具体效果根据项目走。



主要分为无机类和有机类两种。以下是一些常见的螯合剂类型及其代表物质:

一、无机类螯合剂

无机类螯合剂相对较少,且在此不详细展开,但主要包括一些能与金属离子形成稳定络合物的无机化合物。

二、有机类螯合剂

有机类螯合剂种类繁多,应用广泛,以下是一些常见的有机螯合剂类型及其代表物质:

氨基羧酸类:

EDTA(乙二胺四乙酸):是早应用的有机螯合剂之一,广泛应用于金属离子的络合和稳定。

DTPA(二乙三胺五乙酸):与EDTA类似,也是常用的金属络合剂。

有机膦酸类:

1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDP):具有良好的化学稳定性和热稳定性,对钙、镁、铜、铁等金属离子有优异的螯合能力。

氨基三亚甲基膦酸(ATMP):化学稳定性好,钙螯合容量高。

乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP):无毒无污染,耐高温,能与多个金属离子络合。

二乙烯三胺五亚甲基膦酸(HTPMP):无毒性,易溶于酸性介质,能耐一定量的碱。

三乙烯四胺六亚甲基膦酸(TETHMP):热稳定性高,易生物降解,安全环保。

羟基羧酸类:

这类螯合剂也具有一定的螯合能力。

氨基酸类:

某些氨基酸如甘氨酸、天冬氨酸等也能作为螯合剂使用,但具体应用较少。

聚羧酸类:

这类螯合剂通常具有较高的分子量,能与多个金属离子形成稳定的络合物。

三、其他类型螯合剂

除了上述几类常见的螯合剂外,还有一些其他类型的螯合剂如多胺类、卟啉类衍生物、冠醚类衍生物等,它们也具有独特的螯合性能和应用领域。


                                                                                         


应用场景

1. 分子生物学实验

质粒DNA的分离与纯化:EDTA被广泛应用于质粒DNA的提取过程中,作为缓冲液的一部分。通过与溶液中的金属离子结合,EDTA有助于维持提取环境的稳定性,防止金属离子对质粒DNA的破坏。

PCR反应:在聚合酶链式反应(PCR)中,金属离子的存在可能对聚合酶的活性产生影响。EDTA通过与金属离子结合,减少它们对聚合酶活性的影响,从而确保PCR反应的顺利进行。

电泳实验:在电泳实验中,为了保持电场的稳定性和分离效果,通常需要使用含有EDTA的缓冲液。EDTA能够螯合溶液中的金属离子,防止它们与DNA或RNA等带电分子发生不必要的相互作用,从而确保电泳结果的准确性和可靠性。

DNA和RNA的保存:EDTA因其能够螯合溶液中的金属离子,减少这些离子对DNA和RNA的降解作用,因此常被用于制备DNA和RNA的保存液。

2. 生物学研究

金属依赖性的蛋白水解酶或核酸酶反应:EDTA常用于这些反应中,通过螯合金属离子来抑制酶的活性,从而控制反应进程。

细胞消化或样品解聚过程:EDTA在这些过程中也发挥着重要作用,通过螯合细胞外基质中的金属离子,促进细胞的消化和样品的解聚。

3. 医学应用

血液抗凝剂:EDTA常以二钠或三钾盐的形式用作抗凝剂,作用机制在于它能够螯合血液中的钙离子从而阻止凝血发生。

重金属中毒治疗:EDTA可以与重金属离子(如铅、铜等)形成稳定的络合物,提高其溶解度,从而加速其排出体外,被用于治疗重金属中毒。

4. 抗菌作用

EDTA还具有一定的抗菌作用,尤其是在DNA粗提取过程中,可以有效地抑制细菌的生长,减少DNA样品的污染。

5. 样品处理

免疫染色和原位杂交:EDTA溶液已被用于帮助阐明抗原修复在乙醇固定涂片的免疫染色中作用的研究,以及评估生物素标记的荧光素的摄取和释放。

脱钙剂:EDTA是一种相对较好的螯合脱钙剂,对组织结构影响小,可以较好地保存组织的某些酶类。然而,其脱钙速度较慢,一般需要数周至数月,不适合常规标本脱钙使用。




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