公开了用于使水溶液中的不稳定生物分子稳定的方法和装置，所述方法包括以下步骤：将不稳定生物分子如蛋白的水溶液暴露于光能，以使所述溶液中的生物分子稳定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容总体涉及用于增强不稳定(易变的，labile)生物分子如蛋白(质)的稳定性的方法和试剂盒。
技术介绍
提供下面的描述来辅助读者的理解。提供的信息或引用的参考文献都不承认是现有技术。生物分子如蛋白的结构的变化可以由各种因素造成。例如，当许多生物分子暴露于高温时，可能在相当狭窄的范围内发生溶解度或活性的丧 失。取决于所研究的生物分子和加热的严重度，这些变化可以是或不是可逆的。例如，随着蛋白的温度升高，蛋白分子中的大量键变弱。首先受影响的是，维持三级结构所需的远程相互作用。随着这些键变弱或断裂，蛋白获得更柔性的结构，且这些基团暴露于溶剂中。如果加热在这个阶段停止，那么所述蛋白应能够容易地重新折叠成天然结构。随着加热继续，稳定螺旋结构的一些协作氢键开始断裂。随着这些键断裂，水可以与肽键的酰胺氮和羰基氧相互作用，并形成新的氢键。随着螺旋结构破坏，疏水基团暴露于溶剂。新的氢键合基团和疏水基团暴露的效应是增加由蛋白分子结合的水的量。发生解折叠增加该分子的流体动力学半径，引起溶液粘度增加。净结果是，蛋白尝试通过以下方式使它的自由能最小化埋藏尽可能多的疏水基团，同时将尽可能多的极性基团暴露于溶剂。在冷却后，由聚集的蛋白获得的结构可能不是具有最低可能自由能的那些结构，但是动力学壁垒将阻止它们返回到天然结构。大多数蛋白暴露于高温导致不可逆的变性。分子伴侣(侣伴蛋白，chaperone)是辅助其它大分子结构的非共价折叠和装配的蛋白，但是当所述其它大分子结构执行它们的正常生物学功能时，分子伴侣不会出现在这些结构中。分子伴侣的一种主要功能是，阻止新合成的多肽链和装配的亚基聚集成无功能的结构。由于该原因，许多分子伴侣(但绝不是所有的分子伴侣)也是热激蛋白，因为随着蛋白通过应激发生变性，聚集的趋势增大。
技术实现思路
在一个方面，本公开内容提供了一种用于使生物分子稳定的方法，所述方法包括使水溶液中的一种或多种不稳定生物分子暴露于有效量的光能，以至少部分地使所述溶液中的一种或多种不稳定生物分子稳定。在一个实施方案中，一种或多种不稳定生物分子在变性剂存在下暴露于光能。在一个实施方案中，所述变性剂是能够诱导不稳定生物分子的二级、三级或四级结构中的变化的试剂。在一个实施方案中，所述变性剂是热。在一个实施方案中，所述热包括在生理温度以上加热所述不稳定生物分子。在一个实施方案中，所述热变性剂包括将所述不稳定生物分子加热到约40°C至约100°C的温度。在一个实施方案中，所述变性剂是破坏不稳定生物分子的二级、三级或四级结构的化学变性剂。在一个实施方案中，所述化学变性剂是还原剂如二硫苏糖醇。在一个实施方案中，所述一种或多种不稳定生物分子选自由下列各项组成的组蛋白、核酸、脂质和多糖。在一个实施方案中，所述一种或多种不稳定生物分子是蛋白。在一个实施方案中，所述蛋白在没有有效量的光能存在下发生聚集和/或解折叠。在一个实施方案中，与没有暴露于光能的一种或多种蛋白的聚集相比，所述蛋白的聚集减少约10 %至约60%。在一个实施方案中，所述蛋白选自由下列各项组成的组血红蛋白、胰岛素和柠檬酸合酶。在一个实施方案中，水溶液中的一种或多种不稳定生物分子在选自由下列各项组成的组中的材料中食物、饮料、治疗剂、植入物和它们的组合。在一个实施方案中，所述食物是蛋制品。在一个实施方案中，所述饮料是牛奶。在一个实施方案中，所述光能是红光波长激光辐射。在一个实施方案中，所述光能的波长为约630±20nm。在一个实施方案中，所述光能具有小于约I. 8瓦/cm2的功率密度。在一个实施方案中，所述光能产生在约900至约IOOOnm的NIR发射。在一个方面,本公开内容提供了一种用于使生物分子在巴氏消毒过程中稳定的方法，所述方法包括将在水溶液中具有一种或多种不稳定生物分子的材料暴露于有效量的光能，以至少部分地使所述溶液中的一种或多种不稳定生物分子稳定；并且同时将所述材料进行巴氏消毒。在一个实施方案中，所述材料包含工业用酶、重组蛋白、食物、饮料、治疗齐U、医疗装置或它们的组合。在一个方面，本公开内容提供了一种用于使样品中的生物分子稳定的系统，所述系统包括样品室；和能够照射所述样品室的光能来源(lightenergy source)。在一个实施方案中，所述光能来源是红光波长激光器。在一个实施方案中，所述红光波长激光器发射波长为约630±20nm的光能。在一个实施方案中，所述红光波长激光器发射功率密度小于约I. 8瓦/cm2的光能。前述内容仅仅是示例性的，并且不以任何方式进行限制。除了上述的示例性方面、实施方案和特征以外，其它方面、实施方案和特征通过参考下面的附图和详细描述将变得明显。附图说明图I描绘了生物分子稳定化系统的一个示例性实施方案的框图。图2显示了在光能(例如，激光)存在下和任选地不存在下，用于处理生物材料的系统的一个示例性实施方案。图3显示图示，其举例说明了在有和没有激光存在下不同的示例性蛋白的聚集程度。深色条表示在没有激光存在下的聚集(对照样品)，而浅色条表示实验样品在有激光存在下的聚集。图4是在有和没有红激光存在下，血红蛋白的示例性动态光散射图案(DLS)。图5显示了在有低功率(5mW)和高功率(15mW)红激光存在下，柠檬酸合酶的聚集程度。所述结果显示了在暴露于低功率(5mW)红激光后柠檬酸合酶的聚集减少，但是在暴露于高功率(15mW)红激光后，柠檬酸合酶的聚集增加。详细描述在下面的详细描述中，可以参考附图，所述附图形成详细描述的一部分。在附图中，相同的标记通常表示相同的组件，除非上下文另有指示。在详细描述、附图和权利要求中描述的示例性实施方案不用于限制。可以利用其它实施方案，并且可以做出其它变化，而不脱离本文提呈的主题的精神或范围。除非另有说明，如本文使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代。因而，例如，提及的“一种蛋白”包括多种蛋白分子。如本文使用的，术语 “约”是本领域普通技术人员所理解的，且在某种程度上随它使用的上下文而变化。如果存在使用本领域普通技术人员不清楚的术语，考虑到它使用的上下文，关于数量值的术语“约”是指列举的值土多达10%。如本文使用的，术语“聚集”是指这样的过程其中生物分子如多肽彼此稳定地缔合，以形成多聚体的不溶复合物，其在生理条件下不会解离。如本文使用的，术语“激光”是指，通过辐射的受激发射而放大的任何频率的电磁辐射。激光器也指通过称作受激发射的过程而发射电磁辐射的装置。激光通常是空间上相干的，这意味着，所述光以狭窄的低发散束发射，或可以在光学组件如透镜辅助下转化成狭窄的低发散束。如本文使用的，术语“红光波长激光辐射”是指具有在约600至约700nm范围内的波长的激光辐射。如本文中一般地使用的，术语“不稳定的”是指分子或键发生化学、物理或生物学变化、降解或破坏的性质。如本文使用的，术语“不稳定生物分子”是指这样的生物分子当加热至高温如大于生理温度的温度或暴露于化学变性剂时，其会丧失大量活性或结构。在前一种情况下，所述生物分子也可以称作“热不稳定的生物分子”，而在后一种情况下，所述生物分子可以称作“化学不稳定的生物分子”。不稳定生物分子的实例包括蛋白、多肽、核酸和多糖。这些类型的分子经常在生理条件下以活性必需的构象存在，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑蒂斯瓦鲁普·辛哈，安让·Kr·达斯古普塔，
申请(专利权)人：加尔各答大学，
类型：
国别省市：
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