分子与细胞生物学，蛋白质组学或者抗体药物开发的过程中，通常需要对蛋白样品进行浓缩，以提高样品的浓度并进行后续的实验分析。尽管蛋白样品浓缩的实验室常规方法有多种，然而，离心浓缩方法由于具有快速、高通量的特点，每次可处理多达 100 – 200个样品，因而越来越普及。

众所周知，蛋白质的性质比较“娇贵”，温度稍高就容易失活，甚至变性而沉淀下来，造成实际有效样品的损失。因此，对蛋白样品进行离心浓缩过程中，需注意控制样品的温度。

也许会有小伙伴问，蛋白质在浓缩的过程中温度会怎样变化呢？会升高还是降低？要想说清楚这个问题，就必须先从离心浓缩仪的原理讲起。

离心浓缩仪主要依靠两个机制加速样品溶剂的蒸发而达到浓缩目的：一是抽真空，二是加热。抽真空是依靠降低样品上方的蒸气压来加速样品中溶剂的蒸发，所以离心浓缩仪都有一个真空泵，同时配备一个冷阱，让冷阱中的低温造成极低的蒸气压。此外，一般非温度敏感的样品，其溶剂也可通过也可通过离心腔室本身配有的加热装置加速挥发，从而更快地被真空系统抽走。

离心浓缩仪原理图

另外，这里还有一个大家经常混淆的概念：冷阱温度和样本温度的关系

图中冷阱的作用是为了使用低温造成极低的蒸气压，通过相连的管道与样品的蒸气压形成压差，把溶剂蒸汽“抽到”冷阱里或通过真空泵排出系统。图中可以看出，冷阱与样本离心区处于完全不同的腔体，因此蛋白样品在浓缩过程中的温度与冷阱没有关系，冷阱温度再低，样品的温度也可能在室温以上。所以冷阱温度不会影响样本温度！

所以，为了保证“娇贵”的蛋白质能够保持活性，我们需要采用其他方式管控离心区的样本温度！

首先，我们来看看蛋白样品离心浓缩过程的温度变化，这将帮助我们认识应当如何调控温度。如前所述，对于蛋白类样品而言，由于其对温度敏感，加热蒸发方式较少采用，而主要是依靠抽真空来加速溶剂蒸发。所以我们这里主要看抽真空条件下样本温度的变化。

使用单纯的抽真空方式对蛋白样品进行离心浓缩，样品的温度也并非恒定在室温上下，而是经历一个先降温后升温的过程。

在浓缩初期，由于样品中的溶剂快速蒸发会带走大量的热量，样品温度随之而下降，甚至可能降到熔点以下，导致样品冻结，蒸发速率不但没有加快反而变慢（毕竟冰的升华要比水的蒸发慢很多）。随着蒸发的不断进行，样品量越来越少，溶剂蒸发速度也就越来越慢，样品的温度就会慢慢回升。与此同时，离心浓缩仪的马达因为快速旋转而产热，并不断地将热量带到离心腔室中，样品就会被动加热。有数据显示，即使不开启加热功能，马达产热也可能让样品温度达到50℃以上。

离心腔室和样品的温度变化示意图

然而蛋白样品既不能忍受反复冻融，也不能忍受高温。那我们怎么才能做到既快速浓缩，又保持蛋白活性？

您既需要“宝马”，也需要“金鞍”。

这匹“宝马”，就是一台既能升温也能降温的离心浓缩仪。赛默飞的SpeedVac SRF110就是一款非常适合蛋白浓缩的离心浓缩仪，它的离心室温控范围是-4 – 100℃，且连续可调，它还允许我们编写具有两个段落的程序，使得实验前期和后期的条件有所不同。

Thermo Scientific SpeedVac SRF110型离心浓缩仪（离心腔）

“金鞍”就是我们的实验条件设置了。我们可以充分利用SpeedVac SRF110的特性，编写一个程序，让浓缩的前期和后期实验条件不一样。在一开始，样品中的水比较多，蒸发会带走热量，此时我们不宜将温度设得太低，一般可以设到20 – 30℃之间，样品自然降温的同时腔室微微加热，以防样品温度降得过低。如果我们的目的是希望样品中的水分尽可能地少一些，那么在实验的最后大约0.5 -- 1小时左右的时侯，需要主动降温，将样品保持在比较安全的温度范围内，通常建议4 – 10℃。

当然，不同的样品，不同的实验目的和要求需要不同的条件，我们如果能将上面讲的原则活学活用，一定能得到最佳的实验效果。

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