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实验室停电?淡定,你的反应说不定会有新发现

发布日期:2016/1/18 22:43:13

实验室呆久了,难免会遇到各种意外情况,停水停电、仪器罢工什么的,辛辛苦苦做的反应又要再来一遍,烦人!不过,这些意外有个别时候带来的不是烦恼,而是惊喜。去年我们曾经整理了一些化学中的意外之喜(点击这里阅读),最近,来自马斯特里赫特大学(University of Maastricht)的几位幸运的科学家,也体验到了一次意外之喜。

 

一天,生物化学家Tilman M. Hackeng的实验室里Stijn M. Agten正在做实验,用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-TMS)监测肟连接(oxime ligation)反应的进程。突然临时停电,Agten赶紧冲向机器取出一些样品,在等待机器重启的时间里,Agten将这些样品冷冻到-20?C,以求能够减缓反应速率,看看能否降低意外停电带来的损失。

 

一切恢复正常后,Agten把样品解冻,不过,他惊讶的发现,他的反应几乎已经全部完成了。Hackeng也觉得不可思议,“对于正常的肟连接反应来说,往往需要数天时间才能达到能让人接受的收率,这时往往反应也不过才完成了部分而已。”

Hackeng和他的同事打算将肟连接反应作为一种标记蛋白质的方法,在这个反应中,醛或酮与另一个分子上的氨氧基反应形成肟键。Hackeng等人也研究温度、浓度和催化剂对肟形成速率的影响。

 

他们也试图使用更低的温度(-80?C及-196?C)来缩短冷冻时间,不过这对反应效率的作用还不如那次意外的小时左右的-20?C冷冻。Hackeng认为,这可能是因为缓慢生长的冰晶能够将反应物“挤进”液相环境中,从而使其浓度增大。

 

他们还发现,通过冷冻,他们可以在中性pH条件下不需要催化剂就能完成这个反应。与加入苯胺作为催化剂并在低pH条件下的反应相比,该方法具有更好的结果。然后,他们通过标记模型蛋白质系统来测试这项技术。结果发现,经过三次冻融循环,该反应就能完成91%,这与常规方法形成了鲜明对比,后者用了48小时不过完成了10%。(Oxime Catalysis by Freezing. Bioconjugate Chem., DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00611)

 

Hackeng说,尽管在文献中也能找到一些例子,但通过冷冻加快反应听起来“相当违反常识”。不过,这一偶然的发现有相当大的实用价值,“我们每天都在用这一方法”,他说。

 

所以,当下次实验室停电的时候,别太着急,说不定就有大惊喜砸在你头上。

 

1. http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.bioconjchem.5b00611

2. http://cen.acs.org/articles/94/web/2016/01/Happy-Accident-Leads-Faster-Synthesis.html

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