無細胞蛋白合成試劑盒是一種在體外條件下，不依賴活細胞進行蛋白質合成的工具。這類試劑盒通常包含細胞提取物、能量源、氨基酸、輔因子等關鍵組分，以支持蛋白質的合成過程。工作原理基于細胞內的轉錄和翻譯機制，但在體外進行。當加入編碼目標蛋白質的DNA或RNA模板時，試劑盒中的酶和核糖體會啟動轉錄過程，將DNA或RNA模板轉錄成mRNA，并隨后進行翻譯，將mRNA翻譯成蛋白質。
1、使用前準備
檢查試劑完整性與有效期：查看試劑盒中各組分是否齊全，有無泄漏、破損等情況，確保所有試劑均在有效期內。
準備實驗材料與設備：根據實驗需求，準備好相應的DNA模板、移液器及吸頭、離心管、混勻設備、恒溫培養箱或水浴鍋等實驗材料和設備。
2、反應體系配制
準確量取試劑：按照說明書的要求，使用精確的移液器準確量取各試劑組分，避免量取誤差影響反應效果。注意有些試劑可能需要在特定條件下預熱或解凍后再使用。
添加DNA模板：根據實驗目的，將含有目的基因的DNA模板加入到反應體系中。注意DNA模板的質量和濃度，確保其能夠有效啟動蛋白合成。對于線性DNA模板，要注意其純度和完整性；對于質粒DNA模板，要確保其構型正確且無雜質污染。
控制反應體積：根據實驗規模和需求，準確控制反應體系的體積。一般來說，試劑盒會有一定的推薦反應體積范圍，在該范圍內進行操作可以獲得較好的結果。如果需要擴大或縮小反應規模，應按照比例準確調整各試劑的用量。
3、反應條件控制
溫度控制：無細胞蛋白合成反應通常在一定的溫度范圍內進行，一般常見的溫度為室溫至37℃左右。不同類型的試劑盒和蛋白可能對溫度要求略有差異，應根據說明書確定合適的反應溫度，并使用恒溫培養箱或水浴鍋等設備精確控制溫度，以確保反應的順利進行。
時間控制：反應時間的長短會影響蛋白的合成效率和產量。一般來說，反應時間在幾小時到十幾小時之間不等。在反應過程中，可以根據需要進行定時取樣，監測蛋白合成的情況，以確定最佳的反應時間。過短的反應時間可能導致蛋白合成不w全，而過長的反應時間可能會引起蛋白的降解或其他不良反應。
pH值和其他條件：確保反應體系的pH值在適宜的范圍內，以保證蛋白合成所需的酶活性和其他化學反應的正常進行。此外，有些試劑盒可能對氧氣含量、離子強度等條件有要求，在使用過程中需要注意控制這些因素，避免影響反應效果。
4、反應過程監測
取樣檢測：在反應過程中，可以定時取出少量反應液進行檢測，以了解蛋白合成的進展情況。常用的檢測方法包括SDS-PAGE電泳分析、Western blotting檢測、放射性同位素標記檢測等，通過這些方法可以觀察蛋白的合成量、分子量大小以及是否發生正確的翻譯后修飾等。
注意反應異常：在反應過程中，要密切觀察反應體系的外觀、顏色、透明度等變化，以及是否有沉淀、氣泡等異常現象出現。如果出現異常情況，應及時分析原因并采取相應的措施進行處理，如調整反應條件、更換試劑等。
5、反應后處理
蛋白純化：反應結束后，根據實驗需求對合成的蛋白進行純化。無細胞蛋白合成體系相對簡單，便于后續的純化操作。可以使用親和純化、離子交換純化、凝膠過濾等方法對蛋白進行純化，以去除雜質蛋白和其他反應組分，獲得高純度的目的蛋白。
產物保存：如果合成的蛋白需要長期保存，應將其放置在合適的緩沖液中，選擇合適的保存溫度和方法。一般來說，可以將蛋白溶液分裝后儲存在-80℃冰箱中，避免反復凍融導致蛋白降解或失活。
