膠原蛋白(Collagen)是結(jié)締組織和內(nèi)臟器官外基質(zhì)的主要成分,但在皮膚、肌腱、骨骼中分布*為廣泛。膠原蛋白在結(jié)構(gòu)和遺傳學(xué)上被分為不同類型,I型膠原蛋白(Collagen, Type I)結(jié)構(gòu)上是由2個α1鏈和1個α2鏈組成的異源多聚體,在37℃中性條件下可形成3股螺旋結(jié)構(gòu),被廣泛用于多種細胞的培養(yǎng)基質(zhì),如肝細胞、纖維細胞、脊髓神經(jīng)節(jié)、雪旺氏細胞等。另外,I型膠原蛋白在細胞生長、分化、遷移和組織形態(tài)的發(fā)生等方面也具有重要應(yīng)用。 博飛美科的鼠尾膠原蛋白I型 (rat tailtendon collagen type I) 是通過Birkedal-Hansen 的方法,通過醋酸抽提、氯化鈉沉淀、磷酸氫二鈉沉淀等步驟制備的。鼠尾膠原蛋白可用于包被細胞培養(yǎng)器皿 ,培養(yǎng)一些在普通細胞、培養(yǎng)器皿中不易貼壁的細胞。
鼠尾膠原蛋白 I 型的穩(wěn)定性受儲存條件、溶液環(huán)境、加工方式等因素影響,整體在適配條件下穩(wěn)定性良好,具體特點如下:
儲存條件對穩(wěn)定性的影響
凍干粉末狀態(tài):密封、-20℃~-80℃冷凍干燥保存時最穩(wěn)定,可存放 12~24 個月。需避免反復(fù)凍融,否則會破壞膠原三螺旋結(jié)構(gòu),導(dǎo)致聚集沉淀。
溶液狀態(tài)(如 0.006mol/L HAc 溶液):4℃冷藏可穩(wěn)定保存 1~3 個月,無菌條件下能減少微生物污染導(dǎo)致的降解。室溫下易降解,25℃以上放置超過 24 小時會出現(xiàn)黏度下降、活性降低。
避免強光照射:紫外線會破壞膠原的肽鍵和三螺旋結(jié)構(gòu),需避光儲存,無論粉末還是溶液都應(yīng)置于棕色瓶或遮光容器中。
溶液環(huán)境對穩(wěn)定性的影響
pH 值:酸性環(huán)境(如 HAc 溶液 pH 2.5~3.5)能維持膠原溶解狀態(tài),穩(wěn)定性較好;pH 接近中性(6.0~8.0)時,膠原易自組裝形成凝膠,雖不影響生物活性,但會改變物理狀態(tài);堿性條件(pH>8.0)會加速肽鍵水解,導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。
離子強度:高濃度鹽離子(如 NaCl 濃度 > 0.5mol/L)會破壞膠原的水化層,引發(fā)聚集沉淀,降低穩(wěn)定性;低離子強度環(huán)境(如 0.001~0.01mol/L 緩沖液)更利于維持其溶解狀態(tài)。
酶與微生物:溶液中若存在膠原酶、蛋白酶,會快速降解膠原;微生物污染也會導(dǎo)致膠原分解,因此溶液需保證無菌,必要時可添加少量疊氮鈉(0.02%~0.05%)抑制微生物生長(需注意疊氮鈉對細胞有毒性,細胞培養(yǎng)場景需提前透析去除)。
加工與使用過程中的穩(wěn)定性
溫度:37℃孵育時,膠原會緩慢凝膠化(尤其是 pH 調(diào)至中性后),凝膠狀態(tài)下生物活性穩(wěn)定,但高溫(>50℃)會導(dǎo)致三螺旋結(jié)構(gòu)解旋,喪失天然生物活性,且不可逆。
化學(xué)試劑:甲醛、戊二醛等交聯(lián)劑可增強膠原的穩(wěn)定性(如交聯(lián)后的膠原支架耐降解性提升),但過量交聯(lián)會影響其生物相容性;醇類、丙酮等有機溶劑會使膠原變性沉淀,需避免直接接觸。
機械力:劇烈攪拌、反復(fù)凍融、高壓均質(zhì)等會破壞膠原的纖維結(jié)構(gòu),導(dǎo)致聚集和活性下降,操作時需溫和處理。
穩(wěn)定性總結(jié)
鼠尾膠原蛋白 I 型在 “冷凍干燥 + 避光密封” 儲存、酸性低離子強度無菌溶液環(huán)境、溫和加工條件下,能長期維持結(jié)構(gòu)完整和生物活性;但對高溫、堿性環(huán)境、蛋白酶、劇烈機械力敏感,易發(fā)生降解或變性。實際使用中,需根據(jù)儲存狀態(tài)和應(yīng)用場景(如細胞培養(yǎng)、支架制備)控制條件,以保障其穩(wěn)定性和功能。
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