DL-天冬酰胺一水合物:操作与实验室使用指南
DL-天冬酰胺一水合物:操作与实验室使用指南
DL-Asparagine monohydrate是一种外消旋、水溶性氨基酸试剂,广泛用作氮源、细胞培养补充物及生化研究工具,需妥善操作与储存以维持纯度和生物活性。
- 化学名称
- DL-天冬酰胺一水合物
- 分子式
- C₄H₈N₂O₃ · H₂O
- 分子量
- 150.13 g/mol
- 外观
- 白色至类白色结晶性粉末
- 溶解性
- 溶于水;微溶于乙醇;不溶于乙醚
- 推荐储存条件
- 于15–25 °C密封保存,避免潮湿及直射光照
- 产品编号
- A108224
化学特性与主要理化性质
DL-天冬酰胺一水合物(DL-Asn·H₂O)是天冬酰胺L型与D型对映体的外消旋混合物,天冬酰胺为天冬氨酸的酰胺衍生物,以一水合物结晶固体形式供应。分子式为C₄H₈N₂O₃·H₂O,分子量约为150.13 g/mol。该化合物呈白色至类白色粉末,易溶于水,便于配制水溶性储液。酰胺侧链使天冬酰胺在常规生理pH范围内不发生离子化,属于中性氨基酸,常用于酶学检测、代谢研究及氮源实验。一水合物形式相较于无水物具有更好的吸湿稳定性,但储存时仍须妥善密封。
储存与稳定性指南
请遵循以下指南,在整个货架期内保持DL-天冬酰胺一水合物的品质:
- 温度:于室温(15–25 °C)储存。固体形式通常无需冷藏,但在潮湿气候下冷藏有助于减少吸湿。
- 容器:保存在原密封容器中。若原包装受损,可转移至含干燥剂的棕色玻璃或HDPE容器中。
- 光照与湿度:避免直射光及高湿度环境。长期暴露于潮湿环境可促进酰胺键水解,降低纯度。
- 隔离存放:与强氧化剂及强酸、强碱隔离存放。
- 货架期监测:每次使用前进行目视检查;若发现变色、结块或异味,应弃用,并在长期储存后通过既定分析方法重新验证纯度。
溶液配制方案
DL-天冬酰胺一水合物易溶于水,便于为多种生物及生化应用配制储液和工作液。
- 确定目标浓度:使用分子量150.13 g/mol计算所需质量。例如,配制100 mL 10 mM水溶液,需称量0.150 g DL-天冬酰胺一水合物。
- 选择溶剂:使用超纯水(一级水)或适合检测的缓冲液。避免以有机溶剂作为主要溶剂;若特定应用需要,先用少量水溶解,再用有机共溶剂稀释。
- 溶解:将称量好的固体加入约80%终体积的溶剂中,在室温下轻轻搅拌或涡旋至完全溶解。DL-天冬酰胺一水合物通常在室温下数分钟内即可溶解。
- 如需调节pH:用于细胞培养或酶学检测时,使用稀盐酸或氢氧化钠将pH调至所需值。
- 定容:将溶液转移至容量瓶,用溶剂定容至终体积。
- 无菌过滤:用于细胞培养时,在无菌条件下通过0.22 µm膜滤器过滤除菌。
- 溶液储存:水溶液可于2–8 °C短期保存(不超过1周),长期保存可分装后于−20 °C冷冻;避免反复冻融。
注意:结晶水已计入分子量150.13 g/mol中,使用该形式时无需修正系数。
典型研究应用
DL-天冬酰胺一水合物在多种研究场景中用作多功能试剂:
- 氮源与碳源研究:在微生物生长培养基中作为氮碳联合来源,用于研究氨基酸分解代谢及天冬酰胺酶活性。
- 细胞培养补充:作为非必需氨基酸补充物加入哺乳动物细胞培养中,以支持代谢需求,尤其适用于营养限制或高密度培养条件。
- 酶底物与抑制剂研究:在与白血病药物研究相关的L-天冬酰胺酶活性检测中作为底物参照或竞争性对照。
- 生化合成:在高温下美拉德反应及丙烯酰胺生成的研究中作为前体或反应物,与食品化学研究相关。
- 结构生物学与核磁共振:用于同位素标记实验及光谱方法开发的参照标准。
- 药学研究:用作含天冬酰胺肽和蛋白质稳定性及降解途径研究的参照化合物。
安全与法规注意事项
在实验室环境中妥善操作时,DL-天冬酰胺一水合物通常被认为急性毒性较低。应遵守以下注意事项:
- 个人防护装备(PPE):穿戴适当的实验服、耐化学品手套和安全护目镜。处理大量细粉时,佩戴防尘口罩或在通风橱中操作,以避免吸入颗粒物。
- 皮肤和眼睛接触:皮肤接触时,用水充分冲洗。眼睛接触时,用大量清水冲洗至少15分钟,并寻求医疗建议。
- 误食与吸入:避免误食和吸入。虽然该化合物为天然氨基酸,但在实验室大量使用时应尽量减少暴露。
- 废弃物处置:按照当地机构及政府法规处置固体废弃物和溶液。少量水溶液如符合当地法规,可通过下水道排放;请向所在机构环境健康与安全(EHS)部门确认。
- 法规状态:使用前请查阅Aladdin Scientific提供的最新安全数据表(SDS,产品编号A108224),以获取最新危害分类、GHS图标及运输信息。
常见问题
DL-天冬酰胺一水合物与L-天冬酰胺一水合物有何区别?
DL-天冬酰胺一水合物是含等量L型和D型对映体的外消旋混合物,而L-天冬酰胺一水合物仅含天然存在的L型。在生物系统中,只有L-天冬酰胺被整合入蛋白质并被大多数酶识别。当立体选择性要求不严格时,或在专门研究外消旋混合物时,使用DL-天冬酰胺。
如何为细胞培养配制DL-天冬酰胺一水合物储液?
将所需质量溶于超纯水中至目标浓度,用稀NaOH或HCl将pH调至约7.0–7.4,然后通过0.22 µm膜过滤除菌。可于2–8 °C保存最长一周,长期保存则分装后于−20 °C冷冻。浓度计算请使用分子量150.13 g/mol。
DL-天冬酰胺一水合物能否溶于有机溶剂?
DL-天冬酰胺一水合物在常见有机溶剂(如乙醇)中溶解度较差,在乙醚中几乎不溶。推荐使用水作为溶剂。若特定应用需要水-有机混合溶液,应先将化合物溶于少量水中,再缓慢加入有机共溶剂,同时监测是否出现沉淀。
在浓度计算中是否需要对一水合物的结晶水进行校正?
使用DL-天冬酰胺一水合物的分子量(150.13 g/mol)进行计算时,无需额外校正系数,因为该值已包含一分子结晶水的质量。直接称取供应的固体,并以150.13 g/mol为基础计算浓度即可。
储存DL-天冬酰胺一水合物溶液的主要稳定性问题有哪些?
主要问题是酰胺侧链水解生成天冬氨酸,这一过程在酸性或碱性pH及较高温度下会加速。水溶液应在接近中性pH条件下储存,置于冷藏或冷冻环境中,并避免反复冻融,以最大限度保持稳定性。若溶液长期储存,应重新验证浓度或纯度。
参考文献
- Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL. Biochemistry. 8th ed. W.H. Freeman; 2015. Chapter on amino acid structure and properties.
- Sigma-Aldrich / Merck product documentation for Asparagine monohydrate. General physicochemical data referenced for amino acid solubility and stability.
- Maillard LC. Action des acides aminés sur les sucres. C R Acad Sci. 1912;154:66–68. [Historical reference for asparagine in Maillard reaction context.]
- Aladdin Scientific. Safety Data Sheet: DL-Asparagine monohydrate, SKU A108224. [Consult current SDS for authoritative hazard and regulatory data.]
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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