第三章沉淀讲述.ppt

第三章 沉 淀 一、 学习目的与要求 　　了解蛋白质表面特性，掌握各种沉淀方法的原理、特点以及应用范围 二、 学习指南 　（一） 蛋白质表面特性　　识记：蛋白质表面的构成理解：防止蛋白质凝集沉淀 的屏障　　应用：采用不同的试剂方法实现蛋白质的沉淀 3.1 蛋白质表面特性 3.2. 盐析沉淀 3.2.1 原理 盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降 低、发生沉淀的现象。 盐析法是分离蛋白质的一种重要手段，它有效、价廉，且不易引起蛋白质变性，故在蛋白质分离中被广泛采用。 * * （二） 盐析沉淀　　识记：盐析的概念　　理解：盐析沉淀的原理，影响盐析的各种因素　　应用：掌握盐析操作过程 （三） 等电点沉淀　　理解：等电点沉淀法原理，　　应用：了解等电点沉淀法的优缺点和适用范围 （四） 有机溶剂沉淀　　理解：有机溶剂沉淀法原理　　应用：了解有机溶剂沉淀法的优缺点和适用范围 沉淀：物理环境的变化引起溶质的溶解度降低、 生成固体凝聚物的现象。 沉淀是生物技术中用于分离发酵产品的一种常用方法，它能够起到浓缩与分离的双重作用。 沉淀法有：盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉、 加热沉淀法等。 优点：操作简单，经济，浓缩倍数高。 缺点：分离度不高，选择性不强。 ?? 蛋白质的水溶液呈胶体性质。其表面由不均匀分布的荷电基团形成的荷电区、亲水区和疏水区构成。其分子周围存在的与蛋白质分子紧密或疏松结合的水化层和双电层是蛋白质形成稳定的胶体溶液、防止蛋白质凝聚沉淀的屏障之一；另一屏障是蛋白质之间的静电排斥作用。 ?? 所以，蛋白质的沉淀可采用加入无机盐的盐析法、加酸碱调节溶液pH等电点沉淀法、加水溶性有机溶剂法等方法来降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度，来降低蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质的沉淀。 根据实验可知，蛋白质的溶解度随溶液中盐浓度的增加而减少，并遵循Cohn经验方程： Log S =β- Ks I?????? ? （1） 其中：S：蛋白质的溶解度，g/dm3； ????? β：常数；与蛋白质的种类、pH值和温度有关， 并在蛋白质等电点时，β达到最低值。 ????? Ks：盐析常数，与盐和被分离的蛋白质种类有关， 与pH值和温度无关。 溶液的离子强度I 随盐浓度的变化为： ? 可见，离子强度越高，蛋白质的溶解度越小，蛋白质凝聚、沉淀效果越好。 ????? Ci：离子i 的摩尔浓度 Zi ：离子i 的电荷数 Log S =β- Ks I??? 以（1）式为基础，将盐析方法分为两类： ????? ① 在一定 pH、t 下，改变离子强度 I，进行盐析， 称 Ks 盐析法。 ????? 应用：用于生产中提取液的前处理。 ????? 缺点：溶解度变化快，易共沉淀，分辨率不高。 ????? ② 在一定 I 下，改变 pH、t 进行盐析，称β盐析法。 ????? 应用：用于分离后期。 ????? 缺点：由于溶解度变化缓慢且变化幅度小，分辨 率比 Ks 盐析好。 Log S =β- Ks I??? 3.2.2 影响盐析的因素 ? 影响盐析的主要因素有无机盐的种类、浓度、温度和pH值。 1. 无机盐 在相同 I 下，盐的种类对蛋白质溶解度的影响有一定差异，一般规律为： 离子半径小而带电荷较多的阴离子的盐析效果较好，即盐析常数Ks大。 常见阴离子的盐析作用顺序为： PO43-SO42-CHCOO-CL-NO3-CLO4-I-SCN- 常见阳离子的盐析作用顺序为： Al3+H+Ca2+NH4+K+Na+Mg2+ 选择盐析的无机盐时，对盐的几点要求： (1)盐析作用要强； (2)溶解度大，能配制高离子强度的盐溶液； (3)溶解度受温度影响较小； (4)盐析用盐必须是惰性的，来源丰富、经济。 常用的盐析用盐：硫酸铵 ? 优点：价格便宜、溶解度大且受温度影响很小、具有稳 定蛋白质（酶）的作用。 ? 缺点：为强酸弱碱盐，腐蚀性强，后处理困难；硫酸铵 残留在食品中的量，即使很低，也容易被辨别