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蛋白质的等电点测定与沉淀实验

蛋白质的等电点测定与沉淀实验
蛋白质的等电点测定与沉淀实验

实验项目一、蛋白质的等电点测定及沉淀反应

姓名:______ 指导教师:___________ 实验室:___________ 组员:_____________________ 成绩:_____________

第三部分:实验记录与分析

实验现象记录及分析:

(一)蛋白质等电点测定

(二)蛋白质的盐析

1蛋白质的盐析

2

.重金属离子沉淀蛋白质

3.有机酸沉淀蛋白质

4.有机溶剂沉淀蛋白质

5.乙醇引起的变性与沉淀

第四部分:课后研讨题

1. 通过本次合作实验后,有否对该项目改进的合理建议。

适当增加对照组和空白组,使实验数据更加科学可信。

2. 鸡蛋清为何可做铅、汞中毒的解素剂?

铅、汞是重金属离子,与蛋白质结合能使蛋白质分子内部结构发生重大改变,发生变性而沉淀,不再溶于原来的溶剂中。

3. 氯化汞为何能做为杀菌剂?

细菌由蛋白质构成,氧化汞是重金属盐,与蛋白质结合能使蛋白质分子内部结构发生重大改变,发生变性而沉淀,不再溶于原来的溶剂中。

4. 在等电点时,蛋白质溶液为什么容易发生沉淀?

蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等,在水溶液中的蛋白质分子由于表面生产水化层和双电层而成为稳定的亲水胶体颗粒,在一定的理化因素影响下,蛋白质颗粒可因失去电荷和脱水而沉淀。

5. 将本实验中所涉及到的几种蛋白质沉淀方法各举一应用实例加以说明。(1)盐析:硫酸铵的浓溶液能析出蛋白质。

(2)乙醇引起的变性与沉淀:低温下用乙醇或丙酮短时间作用于蛋

白质,用于提纯蛋白质。

3)重金属离子沉淀蛋白质:取一支离心管,加入2ml 的蛋白质溶液,再加入3%硝酸银溶液1-2 滴,振荡试管,观察现象。(4)某些有机酸沉淀蛋白质:取一支离心管,加入2ml 蛋白质溶液,再加入1ml 5%

三氯乙酸溶液,振荡试管,观察现象。

(5)有机溶剂沉淀蛋白质:取一支离心管,加入2ml 蛋白质溶液,再加入2ml 95%乙醇,观察现象。

教师评阅:

签名

蛋白质等电点测定

离表面越远,过剩的反离子越少, 直至在溶液内部反离子 蛋白质等电点测定 及性质实验 、目的: 了解等电点的意义及其与蛋白质分子聚沉能力的关系。 初步学会测定蛋白质等电点的基本方法,了解蛋白质的性质。 、原理: 固体颗粒在液体中为什么能够带电? 当固体与液体接触时,固体可以从溶液中选择性吸附某种离子,也可以是固体分子本 身发生电离作用而使离子进入溶液, 以致使固液两相分别带有不同符号的电荷, 由于电中性 的要求,带电表面附近的液体中必有与固体 表面电荷 数量相等但符号相反的多余的反离子。 在界面上 带电表面和反离子 形成了双电层的结构。 在两种不同物质的 界面上,正负电荷分 别排列成的面层。 对于双电层的具体结构,一百多年来不同学者提出了不同的看法。最早于 1879年 Helmholz 提出平板型模型;1910年Gouy 和1913年Chap man 修正了平板型模型, 提出了扩 散双电层模型;后来 Stern 又提出了 Stern 模型。 根据O.斯特恩的观点,一部分反离子由于电性吸引或非电性的特性吸引作用(例如范 德华力)而和表面紧密结合,构成 吸附层(或称紧密层、斯特恩层)。其余的离子则扩散地 分布在溶液中,构成双电层的 扩散层(或称滑移面)。由于带电表面的吸引作用,在 扩散层 中反离子的浓度远大于同号离子。 紧密层(Stern 层〉 +++++^+++ 9 反号离子溶剂分子 扩散层

紧密层:溶液中反离子及溶剂分子受到足够大的静电力,范德华力或特性吸附力,而紧 密吸附在固体表面上。其余反离子则构成扩散层。 滑动面:指固液两相发生相对移动的界面,是凹凸不平的曲面。滑动面至溶液本体间的 电势差称为Z电势。 固体颗粒带电量的大小及测量方式? Z电势只有在固液两相发生相对移动时才能呈现出来。Z电势的大小由Zeta电位表示, 其数值的大小反映了胶粒带电的程度,其数值越高表明胶粒带电越多,扩散层越厚。一般来说,以pH值为横坐标,Zeta电位为纵坐标作图,Zeta电位为零对应的pH值即为等电点。 对于蛋白质分子来说: 蛋白质分子的大小在胶粒范围内,约1?100微米。大部分蛋白质分子的表面都有很多 亲水集团,这些集团以氢键形式与水分子进行水合作用,使水分子吸附在蛋白质分子表面而 形成一层水合膜,具有亲水性;又由于蛋白质分子表面的亲水集团都带有电荷,会与极性水分子中的异性电荷吸引形成双电层。而水合膜和双电层的存在,使蛋白质的分子与分子之间 不会相互凝聚,成为比较稳定的胶体溶液。如果消除水合膜或双电层其中一个因素,蛋白质溶液就会变得不稳定,两种因素都消除时,蛋白质分子就会互相凝聚成较大的分子而产生沉淀。在生活实践中,常利用蛋白质的胶体性质沉淀或分离蛋白质。如做豆腐、肉皮冻就是利 用蛋白质的胶凝作用。 蛋白质分子所带的电荷与溶液的pH值有很大关系,蛋白质是两性电解质,在酸性溶液 在碱性溶液中羧基形成-C00-而带负电 中的氨基酸分子氨基形成-NH3+而带正 电, COO-COO J p\+ 0H- NH2 兼性痒孑 pH>pI pK = pl pl 电殛申:拓向配覆不暮动 蛋白质分子所带净电荷为零时的pH值称为蛋白质的等电点(PI)。其定义为:在某一 pH的溶液中,蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等时,呈电中性,此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点。 等电点的应用:主要用于蛋白质等两性电解质的分离、提纯和电泳。 蛋白质等电点的测量方式:溶解度最低时的溶液pH。

沉淀蛋白质的常用方法

沉淀蛋白质的常用方法(TCA、乙醇、丙酮沉淀蛋白操作步骤) TCA-DOC For precipitation of very low protein concentration 1) To one volume of protein solution, add 1/100 vol. of 2% DOC (Na deoxycholate, detergent). 2) Vortex and let sit for 30min at 4oC. 3) Add 1/10 of Trichloroacetic acid (TCA) 100% vortex and let sit ON at 4oC (preparation of 100% TCA: 454ml H2O/kg TCA. Maintain in dark bottleat careful, use gloves!!!). 4) Spin 15min 4oC in microfuge at maximum speed (15000g). Carefully discharge supernatant and retain the pellet: dry tube by inversion on tissue paper (pellet may be difficult to see). [OPTION: Wash pellet twice with one volume of cold acetone (acetone keep at –20oC). Vortex and repellet samples 5min at full speed between washes]. 5) Dry samples under vaccum (speed vac) or dry air. For PAGE-SDS, resuspend samples in a minimal volume of sample buffer. (The presence of some TCA can give a yellow colour as a consequence of the acidification of the sample buffer ; titrate with 1N NaOH or 1M TrisHCl to obtain the normal blue sample buffer colour.) Normal TCA To eliminate TCA soluble interferences and protein concentration 1) To a sample of protein solution add Trichloroacetic acid (TCA) 100% to get 13% final concentration. Mix and keep 5min –20oC and then 15min 4oC; or longer time at 4oC without the –20oC step for lower protein concentration. Suggestion: leave ON if the protein concentration is very low. (preparation of 100% TCA: 454ml H2O/kg TCA. Maintain in dark bottleat careful, use gloves!!!). 2) Spin 15min 4oC in microfuge at maximum speed (15000g). Carefully discharge supernatant and retain the pellet: dry tube by inversion on tissue paper (pellet may be difficult to see). 3) For PAGE-SDS, resuspend samples in a minimal volume of sample buffer. (The presence of some TCA can give a yellow colour as a consequence of

蛋白质的等电点测定

蛋白质的等电点测定 一、蛋白质等电点的测定 1.目的 (1)了解蛋白质的两性解离性质。 (2)学习测定蛋白质等电点的一种方法。 2.原理 蛋白质是两性电解质。在蛋白质溶液中存在下列平衡: 蛋白质分子的解离状态和解离程度受溶液的酸碱度影响。当溶液的pH达到一定数值时,蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等,在电场中,蛋白质既不向阴极移动,也不向阳极移动,此时溶液的pH值称为此种蛋白质的等电点。不同蛋白质各有其特异的等电点。在等电点时,蛋白质的理化性质都有变化,可利用此种性质的变化测定各种蛋白质的等电点。最常用的方法是测其溶解度最低时的溶液pH值。 本实验借观察在不同pH溶液中的溶解度以测定酪蛋白的等电点。用醋酸与醋酸钠(醋酸钠混合在酪蛋白溶液中)配制成各种不同pH值的缓冲液。向诸缓冲溶液中加入酪蛋白后,沉淀出现最多的缓冲液的pH值即为酪蛋白的等电点。 3.器材 (1)水浴锅(2)温度计 (3)200mL锥形瓶4)100mL容量瓶 (5)吸管(6)试管 (7)试管架(8)乳钵 4.试剂 (1)0.4%酪蛋白醋酸钠溶液200mL 取0.4g酪蛋白,加少量水在乳钵中仔细地研磨,将所得的蛋白质悬胶液移入200mL锥形瓶内,用少量40—50℃的温水洗涤乳钵,将洗涤液也移入锥形瓶内。加入10mL1mol/L 醋酸钠溶液。把锥形瓶放到50 C水浴中,并小心地旋转锥形瓶,直到酪蛋白完全溶解为止。

将锥形瓶内的溶液全部移至100mL容量瓶内,加水至刻度,塞紧玻塞,混匀。 (2)1.00mol/L醋酸溶液100mL (3)0.10mol/L醋酸溶液100mL (4)0.01 mol/L醋酸溶液 50mL 5.操作 取同样规格的试管4支,按下表顺序分别精确地加入各试剂,然后混匀。 (2)向以上试管中各加酪蛋白的醋酸钠溶液1mL,加一管,摇匀——管。此时1、2、3、4管的pH依次为5.9、5.3、4.7、3.5。观察其混浊度。静置10分钟后,再观察其混浊度。最 混浊的一管的pH即为酪蛋白的等电点。

实验三 蛋白质的两性反应和等电点的测定

实验三蛋白质的两性反应和等电点的测定 一、目的和要求 1.了解蛋白质的两性解离性质。 2.初步学会测定蛋白质等电点的方法。 二、原理 蛋白质由许多氨基酸组成,虽然绝大多数的氨基与羧基成肽键结合,但是总有一定数量自由的氨基与羧基,以及酚基等酸碱基团,因此蛋白质和氨基酸一样时两性电解质。调节溶液的酸碱度达到一定的氢离子浓度时,蛋白质分子所带的正电荷和负电荷相等,以兼性离子状态存在,在电场内该蛋白质分子既不向阴极移动,也不向阳极移动,这时溶液的PH值称为该蛋白质的等电点(PI)。当溶液的PH低于蛋白质等电点时,即在氢离子较多的条件下,蛋白质分子带正电荷成为阳离子;当溶液的PH高于蛋白质等电点时,即在氢氧根离子较多的条件下,蛋白质分子带负电荷成为阴离子。 在等电点时蛋白质溶解度最小,容易沉淀析出。 三、试剂和器材 1.试剂 0.5%酪蛋白溶液;酪蛋白醋酸钠溶液;0.04%溴甲酚绿指示剂;0.02N盐酸; 0.1N醋酸溶液;0.01N醋酸溶液;1N醋酸溶液;0.02N氢氧化钠溶液 2.器材 试管及试管架;滴管;吸量管(1、5ml) 四、操作方法 1.蛋白质的两性反应

(1)取1支试管,加0.5%酪蛋白溶液20滴和0.04%溴甲酚绿指示剂5-7滴,混匀。观察溶液呈观的颜色,并说明原因。 (2)用细滴管缓慢加入0.02N盐酸溶液,随滴随摇,直至有明显的大量沉淀发生,此时溶液的PH接近与酪蛋白的等电点。观察溶液颜色的变化。(3)继续滴入0.02N盐酸溶液,观察沉淀和溶液颜色的变化,并说明原因。(4)再滴入0.02N氢氧化钠溶液进行中和,观察是否出现沉淀,解释其原因。 继续滴入0.02N氢氧化钠溶液,为什么沉淀又会溶液?溶液的颜色如何 变化?说明了什么问题? 2.酪蛋白等电点的测定 (1)取9支粗细相近的干燥试管,编号后按下表的顺序准确地加入各种试剂。 加入每种试剂后应混合均匀。 (2)静置约20分钟,观察每支试管内溶液的混浊度,以—,+,++,+++,++++符号表示沉淀的多少。根据观察结果,指出哪一个PH是酪蛋白的 等电点?

常用蛋白质沉淀方法有哪些

P13三、5 、常用蛋白质沉淀方法有哪些?列举沉淀应用的实例 蛋白质分子凝聚从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀(precipitation),变性蛋白质一般易于沉淀,但也可不变性而使蛋白质沉淀,在一定条件下,变性的蛋白质也可不发生沉淀。 常用蛋白质沉淀的方法有: (一)盐析(Salting Out) 在蛋白质溶液中加入大量的中性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其析出,这种方法称为盐析。常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。例如用半饱和的硫酸铵来沉淀出血清中的球蛋白,饱和硫酸铵可以使血清中的白蛋白、球蛋白都沉淀出来,盐析沉淀的蛋白质,经透析除盐,仍保证蛋白质的活性。 (二)重金属盐沉淀蛋白质 蛋白质可以与重金属离子如汞、铅、铜、银等结合成盐沉淀。重金属沉淀的蛋白质常是变性的,但若在低温条件下,并控制重金属离子浓度,也可用于分离制备不变性的蛋白质。如临床上利用蛋白质能与重金属盐结合的这种性质,抢救误服重金属盐中毒的病人,给病人口服大量蛋白质,然后用催吐剂将结合的重金属盐呕吐出来解毒。 (三)生物碱试剂以及某些酸类沉淀蛋白质 蛋白质又可与生物碱试剂(如苦味酸、钨酸、鞣酸)以及某些酸(如三氯醋酸、过氯酸、硝酸)结合成不溶性的盐沉淀。如临床血液化学分析时常利用此原理除去血液中的蛋白质,此类沉淀反应也可用于检验尿中蛋白质。 (四)有机溶剂沉淀蛋白质 可与水混合的有机溶剂,如酒精、甲醇、丙酮等,对水的亲和力很大,能破坏蛋白质颗粒的水化膜,在等电点时使蛋白质沉淀。在常温下,有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性。例如酒精消毒灭菌就是如此,但若在低温条件下,则变性进行较缓慢,可用于分离制备各种血浆蛋白质。

沉淀蛋白质的常用方法

沉淀蛋白质的常用方法(TCA、乙醇、丙 酮沉淀蛋白操作步骤) TCA-DOC For precipitation of very low protein concentration 1) To one volume of protein solution, add 1/100 vol. of 2% DOC (Na deoxycholate, detergent). 2) Vortex and let sit for 30min at 4oC. 3) Add 1/10 of Trichloroacetic acid (TCA) 100% vortex and let sit ON at 4oC (preparation of 100% TCA: 454ml H2O/kg TCA. Maintain in dark bottleat careful, use gloves!!!). 4) Spin 15min 4oC in microfuge at maximum speed (15000g). Carefully discharge supernatant and retain the pellet:

dry tube by inversion on tissue paper (pellet may be difficult to see). [OPTION: Wash pellet twice with one volume of cold acetone (acetone keep at –20oC). Vortex and repellet samples 5min at full speed between washes]. 5) Dry samples under vaccum (speed vac) or dry air. For PAGE-SDS, resuspend samples in a minimal volume of sample buffer. (The presence of some TCA can give a yellow colour as a consequence of the acidification of the sample buffer ; titrate with 1N NaOH or 1M TrisHCl to obtain the normal blue sample buffer colour.) Normal TCA To eliminate TCA soluble interferences and protein concentration

蛋白质等电点测定

蛋白质等电点测定及性质实验 一、目的: 了解等电点的意义及其与蛋白质分子聚沉能力的关系。 初步学会测定蛋白质等电点的基本方法,了解蛋白质的性质。 二、原理: 固体颗粒在液体中为什么能够带电 当固体与液体接触时,固体可以从溶液中选择性吸附某种离子,也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液,以致使固液两相分别带有不同符号的电荷,由于电中性的要求,带电表面附近的液体中必有与固体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。在界面上带电表面和反离子形成了双电层的结构。在两种不同物质的界面上,正负电荷分别排列成的面层。 对于双电层的具体结构,一百多年来不同学者提出了不同的看法。最早于1879年Helmholz提出平板型模型;1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型,提出了扩散双电层模型;后来Stern又提出了Stern模型。 根据O.斯特恩的观点,一部分反离子由于电性吸引或非电性的特性吸引作用(例如范德华力)而和表面紧密结合,构成吸附层(或称紧密层、斯特恩层)。其余的离子则扩散地分布在溶液中,构成双电层的扩散层(或称滑移面)。由于带电表面的吸引作用,在扩散层中反离子的浓度远大于同号离子。离表面越远,过剩的反离子越少,直至在溶液内部反离子的浓度与同号离子相等。

紧密层:溶液中反离子及溶剂分子受到足够大的静电力,范德华力或特性吸附力,而紧密吸附在固体表面上。其余反离子则构成扩散层。 滑动面:指固液两相发生相对移动的界面,是凹凸不平的曲面。滑动面至溶液本体间的电势差称为ζ电势。 固体颗粒带电量的大小及测量方式 ζ电势只有在固液两相发生相对移动时才能呈现出来。ζ电势的大小由Zeta电位表示,其数值的大小反映了胶粒带电的程度,其数值越高表明胶粒带电越多,扩散层越厚。一般来说,以pH值为横坐标,Zeta电位为纵坐标作图,Zeta电位为零对应的pH值即为等电点。 对于蛋白质分子来说: 蛋白质分子的大小在胶粒范围内,约1~100微米。大部分蛋白质分子的表面都有很多亲水集团,这些集团以氢键形式与水分子进行水合作用,使水分子吸附在蛋白质分子表面而形成一层水合膜,具有亲水性;又由于蛋白质分子表面的亲水集团都带有电荷,会与极性水分子中的异性电荷吸引形成双电层。而水合膜和双电层的存在,使蛋白质的分子与分子之间不会相互凝聚,成为比较稳定的胶体溶液。如果消除水合膜或双电层其中一个因素,蛋白质溶液就会变得不稳定,两种因素都消除时,蛋白质分子就会互相凝聚成较大的分子而产生沉淀。在生活实践中,常利用蛋白质的胶体性质沉淀或分离蛋白质。如做豆腐、肉皮冻就是利用蛋白质的胶凝作用。 蛋白质分子所带的电荷与溶液的pH值有很大关系,蛋白质是两性电解质,在酸性溶液中的氨基酸分子氨基形成-NH3+而带正电,在碱性溶液中羧基形成-COO-而带负电: 蛋白质分子所带净电荷为零时的pH值称为蛋白质的等电点(PI)。其定义为:在某一pH的溶液中,蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等时,呈电中性,此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点。 等电点的应用:主要用于蛋白质等两性电解质的分离、提纯和电泳。 蛋白质等电点的测量方式:溶解度最低时的溶液pH。

蛋白质沉淀反应实验

蛋白质沉淀反应实验集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

蛋白质的沉淀反应 一、目的和要求 1、加深对蛋白质胶体溶液稳定因素的认识 2、掌握几种沉淀蛋白质的方法 3、了解蛋白质变性与沉淀的关系 二、沉淀反应 (一)原理 在水溶液中,蛋白质分子的表面上由于有水化层和同性电荷的作用,所以成为稳定的胶体颗粒。但这种稳定的状态是有条件的。在某些理化因素的作用下,蛋白质分子表面带电性质发生变化、脱水甚至变性,则会以固态形式从溶液中析出,这个过程就称为蛋白质的沉淀反应。蛋白质的沉淀反应可分为以下两种类型: 1、可逆沉淀反应 沉淀反应发生后,蛋白质分子内部结构并没有发生大的或者显着变化。在沉淀因素去除后,又可恢复其亲水性,这种沉淀反应就是可逆沉淀反应,也叫做不变性沉淀反应。属于这类沉淀反应的有盐析作用、等电点沉淀以及在低温下短时间的有机溶剂沉淀法等。 2、不可逆沉淀反应 蛋白质在沉淀的同时,其空间结构发生大的改变,许多副键发生断裂,即使除去沉淀因素,蛋白质也不会恢复其亲水性,并丧失生物活性,这种沉

淀反应就是不可逆沉淀反应。重金属盐、生物碱试剂、强酸、强碱、加热、强烈震荡、有机溶剂等都能使蛋白质发生不可逆沉淀反应。 (二)盐析 1、材料与试剂 (1)10%的卵清蛋白溶液(要求新鲜配制)、浓蛋白溶液(2)饱和硫酸铵溶液(3)固体硫酸铵(4)滤纸、玻棒 2、操作方法 (1)取试管一支,加入浓蛋白溶液2ml,再加等量的饱和硫酸铵溶液,混匀后静置10分钟将出现沉淀。此沉淀物为球蛋白。 (2)取上清液于另一支试管。 (3)向上清液液中加入硫酸铵粉末,边加边用玻棒搅拌,直至粉末不再溶解为止。静置数分钟后,沉淀析出的是清蛋白。 (4)向两支试管中分别加水,观察其沉淀是否溶解。 (三)重金属盐沉淀 重金属离子如Pb2+、Cu2+、Hg2+、Ag2+等可与蛋白质分子上的羟基结合生成不溶性金属盐而沉淀: 重金属盐类沉淀蛋白质的反应通常很完全,特别是在碱金属盐类存在时。因此,生化分析中,常用重金属盐除去体液中的蛋白质;临床上用蛋白质解除重金属盐引起的食物中毒。 1、材料与试剂 (1)10%的卵清蛋白溶液(2)0.1mol/L氢氧化钠溶液 (3)3%硝酸银溶液(4)0.1%硫酸铜溶液(6)试管3支

蛋白纯化的一般原则及方法选择

随着分子生物学的发展,越来越多的科研人员熟练掌握了分子生物学的各种试验技术,并研制成套试剂盒,使基因克隆表达变得越来越容易lIl。但分子生物学的上游工作往往并非是最终目的,分子克隆与表达的关键是要拿到纯的表达产物,以研究其生物学作用,或者大量生产出可用于疾病治疗的生物制品。相对与上游工作来说,分子克隆的下游工作显得更难,蛋白纯化工作非常复杂,除了要保证纯度外,蛋白产品还必须保持其生物学活性。纯化工艺必须能够每次都能产生相同数量和质量的蛋白,重复性良好。这就要求应用适应性非常强的方法而不是用能得到纯蛋白的最好方法去纯化蛋白。在实验室条件下的好方法却可能在大规模生产应用中失败,因为后者要求规模化,且在每日的应用中要有很好的重复性。本文综述了蛋白质纯化的基本原则和各种蛋白纯化技术的原理、优点及局限性,以期对蛋白纯化的方法选择及整体方案的制定提供一定的指导。 1 蛋白纯化的一般原则 蛋白纯化要利用不同蛋白间内在的相似性与差异,利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染,而利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来。每种蛋白间的大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性都会有差异,利用这些差异可将蛋白从混合物如大肠杆菌裂解物中提取出来得到重组蛋白。蛋白的纯化大致分为粗分离阶段和精细纯化阶段二个阶段。粗分离阶段主要将目的蛋白和其他细胞成分如DNA、RNA等分开,由于此时样本体积大、成分杂,要求所用的树脂高容量、高流速,颗粒大、粒径分布宽.并可 以迅速将蛋白与污染物分开,防止目的蛋白被降解。精细纯化阶段则需要更高的分辨率,此阶段是要把目的蛋白与那些大小及理化性质接近的蛋白区分开来,要用更小的树脂颗粒以提高分辨常用的离子交换柱和疏水柱,应用时要综合考虑树脂的选择性和柱效两个因素。选择性指树脂与目的蛋白结合的特异性,柱效则是指蛋白的各成分逐个从树脂上集中洗脱的能力,洗脱峰越窄,柱效越好。仅有好的选择性,洗脱峰太宽,蛋白照样不能有效分离。 2.各种蛋白纯化方法及优缺点 2.1蛋白沉淀蛋白能溶于水是因为其表面有亲水性氨基酸。在蛋白质的等电点处若溶液的离子强度特别高或特别低,蛋白则倾向于从溶液中析出。硫酸铵是沉淀蛋白质最常用的盐,因为它在冷的缓冲液中溶解性好,冷的缓冲液有利于保护蛋白的活性。硫酸铵分馏常用做纯化的第一步,它可以初步粗提蛋白质,去除非蛋白成分。蛋白质在硫酸铵沉淀中较稳定,可以短期在这种状态下保存中间产物,当前蛋白质纯化多采用这种办法进行粗分离翻。在规模化生产上硫酸铵沉淀方法仍存在一些问题,硫酸铵对不锈钢器具的腐蚀性很强。其他的盐如硫酸钠不存在这种问题,但其纯化效果不如硫酸铵。除了盐析外蛋白还可以用多聚物如PEG 和防冻剂沉淀出来,PEG是一种惰性物质,同硫酸铵一样对蛋白有稳定效果, 在缓慢搅拌下逐渐提高冷的蛋白溶液中的PEG浓度,蛋白沉淀可通过离心或过滤获得,蛋白可在这种状态下长期保存而不损坏。蛋白沉淀对蛋白纯化来说并不是多么好的方法,因为它只能达到几倍的纯化效果,而我们在达到目的前需要上千倍的纯化。其好处是可以把蛋白从混杂有蛋白酶和其他有害杂质的培养基及细胞裂解物中解脱出来。

实验三 等电聚焦电泳法测定蛋白质的等电点

实验三等电聚焦电泳法测定蛋白质的等电点 一、实验目的 了解等电聚焦的原理。通过蛋白质等电点的测定,掌握聚丙烯酰胺凝胶垂直管式等电聚焦电泳技术。 二、实验原理 等电聚焦(Isoelectric focusing,简称IEF)是六十年代中期出现的新技术。近年来等电聚焦技术有了新的进展,已迅速发展成为一门成熟的近代生化实验技术。目前等电聚焦技术已可以分辨等电点(pI)只差0.001pH单位的生物分子。由于其分辨力高,重复性好,样品容量大,操作简便迅速,在生物化学、分子生物学及临床医学研究中得到广泛的应用。 蛋白质分子是典型的两性电解质分子。它在大于其等电点的pH环境中解离成带负电荷的阴离子,向电场的正极泳动,在小于其等电点的pH环境中解离成带正由荷的阳离子,向电场的负极泳动。这种泳动只有在等于其等电点的pH环境中,即蛋白质所带的净电荷为零时才能停止。如果在一个有pH梯度的环境中,对各种不同等电点的蛋白质混合样品进行电泳,则在电场作用下,不管这些蛋白质分子的原始分布如何,各种蛋白质分子将按照它们各自的等电点大小在pH梯度中相对应的位置处进行聚焦,经过一定时间的电泳以后,不同等电点的蛋白质分子便分别聚焦于不同的位置。这种按等电点的大小,生物分子在pH梯度的某一相应位置上进行聚焦的行为就称为“等电聚焦”。等电聚焦的特点就在于它利用了一种称为两性电解质载体的物质在电场中构成连续的pH梯度,使蛋白质或其他具有两性电解质性质的样品进行聚焦,从而达到分离、测定和鉴定的目的。 两性电解质载体,实际上是许多异构和同系物的混合物,它们是一系列多羧基多氨基脂肪族化合物,分子量在300~1000之间。常用的进口两性电解质为瑞典Pharmacia-LKB公司生产的Ampholine 和Pharmalyte,价格昂贵。国产的有中国军事医学科学院放射医学研究所和上海生化所生产的两性电解质,价格便宜,质量尚佳。两性电解质在直流电场的作用下,能形成一个从正极到负极的pH值逐渐升高的平滑连续的pH梯度。若不同的pH值的两性电解质的含量与pI值的分布越均匀,则pH梯度的线性就越好。对Ampholine两性电解质的要求是缓冲能力强,有良好的导电性,分子量要小,不干扰被分析的样品等。 在聚焦过程中和聚焦结束取消了外加电场后,如保持pH梯度的稳定是极为重要的。为了防止扩散,稳定pH梯度,就必须加入一种抗对流和扩散的支持介质,最常用的这种支持介质就是聚丙烯酰胺凝胶。当进行聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳时,凝胶柱内即产生pH梯度,当蛋白质样品电泳到凝胶柱内某一部位,而此部位的pH值正好等于该蛋白质的等电点时,该蛋白质即聚焦形成一条区带,只要测出此区带所处部位的pH值,即为其等电点。电泳时间越长,蛋白质聚焦的区带就越集中,越狭窄,因而提高了分辨率。这是等电聚焦的一大优点,不像一般的其他电泳,电泳时间过长则区带扩散。所以等电聚焦电泳法不仅可以测定等电点,而且能将不同等电点的混合的生物大分子进行分184

实验三 蛋白质的颜色反应和沉淀反应

实验三蛋白质的颜色反应和沉淀反应 一、目的: 1.熟悉蛋白质的沉淀反应、颜色反应及其机理。 二、原理: (一)蛋白质的颜色反应原理 蛋白质分子中的某些基团与显色剂作用,可产生特定的颜色反应,不同蛋白质所含氨基酸不完全相同,颜色反应亦不同。颜色反应不是蛋白质的专一反应,一些非蛋白物质亦可产生相同颜色反应,因此不能仅根据颜色反应的结果决定被测物是否是蛋白质。颜色反应是一些常用的蛋白质定量测定的依据。 (二)蛋白质的沉淀反应原理 蛋白质的水溶液是一种比较稳定的亲水胶体,这是因为蛋白质颗粒表面带有很多极性基团,如—NH3+,—COO-,—SH,—CONH2等和水有高度亲和性,当蛋白质与水相遇时,就很容易被蛋白质吸住,在蛋白质颗粒外面形成一层水膜(又称水化层)。水膜的存在使蛋白颗粒相互隔开,颗粒之间不会碰撞而聚成大颗粒。因此蛋白质在溶液中比较稳定而不会沉淀。蛋白质能形成较稳定的亲水胶体的另一个原因,是因为蛋白质颗粒在非等电状态时带有相同电荷,使蛋白质颗粒之间相互排斥,保持一定距离,不致相互凝集沉淀。 蛋白质由于带有电荷和水膜,因此在水溶液中形成稳定的胶体。当某些物理化学因素破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷,则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。 三、仪器、试剂和材料 1. 卵清蛋白液:将鸡蛋白用蒸馏水稀释20~40倍,2~3层纱布过滤,滤液冷藏备用。 2. 饱和硫酸铵溶液:称硫酸铵850g 加于1000mL 蒸馏水中,在70~80℃下搅拌促溶,室温中放置过夜,瓶底析出白色结晶,上清液即为饱和硫酸铵溶液。 3. 1%醋酸铅溶液 4. 1%硫酸铜溶液 5. 0.1%茚三酮溶液:0.1g 茚三酮溶于95%乙醇并稀释至100mL。 6. 浓硝酸:比重1.42。 7.试管及试管架、吸管、量筒、布氏漏斗。

蛋白质纯化的方法选择

蛋白质纯化的方法选择 随着分子生物学的发展,越来越多的科研人员熟练掌握了分子生物学的各种试验技术,并研制成套试剂盒,使基因克隆表达变得越来越容易。但分子生物学的上游工作往往并非是最终目的,分子克隆与表达的关键是要拿到纯的表达产物,以研究其生物学作用,或者大量生产出可用于疾病治疗的生物制品。相对与上游工作来说,分子克隆的下游工作显得更难,蛋白纯化工作非常复杂,除了要保证纯度外,蛋白产品还必须保持其生物学活性。纯化工艺必须能够每次都能产生相同数量和质量的蛋白,重复性良好。这就要求应用适应性非常强的方法而不是用能得到纯蛋白的最好方法去纯化蛋白。在实验室条件下的好方法却可能在大规模生产应用中失败,因为后者要求规模化,且在每日的应用中要有很好的重复性。本文综述了蛋白质纯化的基本原则和各种蛋白纯化技术的原理、优点及局限性,以期对蛋白纯化的方法选择及整体方案的制定提供一定的指导。 1、蛋白纯化的一般原则 蛋白纯化要利用不同蛋白间内在的相似性与差异,利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染,而利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来。每种蛋白间的大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性都会有差异,利用这些差异可将蛋白从混合物如大肠杆菌裂解物中提取出来得到重组蛋白。蛋白的纯化大致分为粗分离阶段和精细纯化阶段二个阶段。粗分离阶段主要将目的蛋白和其他细胞成分如DNA、RNA等分开,由于此时样本体积大、成分杂,要求所用的树脂高容量、高流速,颗粒大、粒径分布宽.并可以迅速将蛋白与污染物分开,防止目的蛋白被降解。精细纯化阶段则需要更高的分辨率,此阶段是要把目的蛋白与那些大小及理化性质接近的蛋白区分开来,要用更小的树脂颗粒以提高分辨率,常用离子交换柱和疏水柱,应用时要综合考虑树脂的选择性和柱效两个因素。选择性树脂与目的蛋白结合的特异性,柱效则是指各蛋白成分逐个从树脂上集中洗脱的能力,洗脱峰越窄,柱效越好。仅有好的选择性,洗脱峰太宽,蛋白照样不能有效分离。 2、各种蛋白纯化方法及其优、缺点 2.1 蛋白沉淀蛋白能溶于水是因为其表面有亲水性氨基酸,在蛋白质的等电点处若溶液的离子强度特别高或者特别低,蛋白则倾向于从溶液中析出。硫酸铵是沉淀蛋白最常用的盐,因为它在冷的缓冲液中溶解性好,冷的缓冲液有利于保持目的蛋白的活性。硫酸铵分馏常用作试验室蛋白纯化的第一步,它可以初步粗提蛋白质,去除非蛋白成分。蛋白质在硫酸铵沉淀中较稳定,可以短期在这种状态下保存中间产物,当前蛋白质纯化多采用这种办法进行粗分离翻。在规模化生产上硫酸铵沉淀方法仍存在一些问题,硫酸铵对不锈钢器具的腐蚀性很强。其他的盐如硫酸钠不存在这种问题,但其纯化效果不如硫酸铵。除了盐析外蛋白还可以用多聚物如PEG和防冻剂沉淀出来,PEG是一种惰性物质,同硫酸铵一样对蛋白有稳定效果,在缓慢搅拌下逐渐提高冷的蛋白溶液中的PEG浓度,蛋白沉淀可通过离心或过滤获得,蛋白可在这种状态下长期保存而不损坏。蛋白沉淀对蛋白纯化来说并不是多么好的方法,因为它只能达到几倍的纯化效果,而我们在达到目的前需要上千倍的纯化。其好处是可以把蛋白从混杂有蛋白酶和其他有害杂质的培养基及细胞裂解物中解脱出来。 2.2 缓冲液的更换虽然更换缓冲液不能提高蛋白纯度,但它却在蛋白纯化方案中起着极其重要的作用。不同的蛋白纯化方法需要不同pH及不同离子强度的缓冲液。假如你用硫酸铵将蛋白沉淀出来,毫无疑问蛋白是处在高盐环境中,需要想办法脱盐,可用的方法有利用半透膜透析,通过勤换透析液体去除盐分,此法尚可,但需几个小时,通常要过夜,也难以用于大规模纯化中。新型的设备将透析膜夹在两个板中间,板的一侧加缓冲液,另一侧加需脱盐的蛋白溶液,并在蛋白溶液一侧通过泵加压,可以使两侧溶液在数小时内达到平衡,若增加对蛋白溶液的压力,还可迫使水分和盐更多通过透析膜进入透析液达到对蛋白浓缩的目的。也有出售的脱盐柱,柱内的填料是小孔径的颗粒,蛋白分子不能进入孔内,先于高浓度盐离子从柱中流出,从而使二者分离。蛋白纯化的每一步都会造成目的蛋白的丢失,缓冲液平衡的步骤尤甚。蛋白会结合在任何它能接触的表面上,剪切力、起泡沫和离子强度的快速变化很容易让蛋白失活。 2.3 离子交换色谱这是在所有的蛋白纯化与浓缩方法中最有效方法。基于蛋白与离子交换树脂间的相互电荷作用,通过选择不同的缓冲液,同一种蛋白既可以和阴离子交换树脂(能结合带负电荷的分子)结合,也可以和阳离子交换树脂结合。树脂所用的带电基团有四种:二乙基氨基乙基用于弱的阴离子交换树脂;羧甲基用于弱的阳离子交换树脂;季铵用于强阴离子交换树脂;甲基磺酸酯用于强阳离子交换树脂。蛋白质由氨基酸组成,氨基酸在不同的pH环境中所带总电荷不同。大多数蛋白在生理pH(pH6~8)下带负电荷,需用阴离子交换柱纯化,极端的pH下蛋白会变性失活.应尽量避免。由于在某个特定的pH下不同的蛋白所带电荷数不同,与树脂的结合力也不同,随着缓冲液中盐浓度的增加或pH的变化,蛋白按结合力的强弱被依次洗脱。在工业化生产中更多地是改变盐浓度而不是去改变pH值,因为前者更容易控制。在实验室中几乎总是用盐浓度梯度去洗脱离子交换柱,利用泵的辅助可以使流入柱的缓冲液中盐浓度平稳地上升,当离子强度能够中和蛋白的电荷时,蛋白就被从柱上洗脱下来。但在工业生产中盐浓度很难精确控制,所以常用分步洗脱而不足连续升高的盐梯度。与排阻层析相比,离子交换特异性更好,有更多的参数可以调整以获得最优的纯化效果,树脂也比较便宜。值得一提的是,即便是用最精确控制的条件,仅用离子交换单一的方法也得不到纯的蛋白,还需要其他的纯化步骤。

蛋白质的等电点测定与沉淀实验

实验项目一、蛋白质的等电点测定及沉淀反应 姓名:指导教师:实验室: 组员:成绩: 第三部分:实验记录与分析 实验现象记录及分析: (一)蛋白质等电点测定 (二)蛋白质的盐析 1.蛋白质的盐析

2.重金属离子沉淀蛋白质 3.有机酸沉淀蛋白质

4.有机溶剂沉淀蛋白质 5.乙醇引起的变性与沉淀

第四部分:课后研讨题 1.通过本次合作实验后,有否对该项目改进的合理建议。 适当增加对照组和空白组,使实验数据更加科学可信。 2.鸡蛋清为何可做铅、汞中毒的解素剂? 铅、汞是重金属离子,与蛋白质结合能使蛋白质分子内部结构发生重大改变,发生变性而沉淀,不再溶于原来的溶剂中。 3.氯化汞为何能做为杀菌剂? 细菌由蛋白质构成,氧化汞是重金属盐,与蛋白质结合能使蛋白质分子内部结构发生重大改变,发生变性而沉淀,不再溶于原来的溶剂中。 4.在等电点时,蛋白质溶液为什么容易发生沉淀? 蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等,在水溶液中的蛋白质分子由于表面生产水化层和双电层而成为稳定的亲水胶体颗粒,在一定的理化因素影响下,蛋白质颗粒可因失去电荷和脱水而沉淀。

5.将本实验中所涉及到的几种蛋白质沉淀方法各举一应用实例加以说明。 (1)盐析:硫酸铵的浓溶液能析出蛋白质。 (2)乙醇引起的变性与沉淀:低温下用乙醇或丙酮短时间作用于蛋白质,用于提纯蛋白质。 (3)重金属离子沉淀蛋白质:取一支离心管,加入2ml的蛋白质溶液,再加入3%硝酸银溶液1-2滴,振荡试管,观察现象。 (4)某些有机酸沉淀蛋白质:取一支离心管,加入2ml蛋白质溶液,再加入1ml 5%三氯乙酸溶液,振荡试管,观察现象。 (5)有机溶剂沉淀蛋白质:取一支离心管,加入2ml蛋白质溶液,再加入2ml 95%乙醇,观察现象。 教师评阅: 签名

实验---蛋白质的沉淀反应与颜色反应

实验蛋白质的沉淀反应与颜色反应 一、实验目的 掌握鉴定蛋白质的原理和方法。熟悉蛋白质的沉淀反应,进一步熟悉蛋白质的有关反应。 二、实验原理 蛋白质分子中某种或某些集团可与显色剂作用,产生颜色。不同的蛋白质由于所含的氨基酸不完全相同,颜色反应亦不完全相同。颜色反应不是蛋白质的专一反应,一些非蛋白物质也可产生同样的颜色反应,因此不能根据颜色反应的结果来决定被测物是否为蛋白质。另外,颜色反应也可作为一些常用蛋白质定量测定的依据。蛋白质是亲水性胶体,在溶液中的稳定性与质点大小、电荷、水化作用有关,但其稳定性是有条件的,相对的。如果条件发生了变化,破坏了蛋白质的稳定性,蛋白质就会从溶液中沉淀出来。 三、实验仪器 1、吸管 2、滴管 3、试管 4、电炉 5、pH试纸 6、水浴锅 7、移液管 四、实验试剂 1、卵清蛋白液:鸡蛋清用蒸馏水稀释10-20倍,3-4层纱布过滤,滤液放在冰箱里冷藏备用。 2、0.5%苯酚:1g苯酚加蒸馏水稀释至200ml。

3、Millon’s试剂:40g汞溶于60ml浓硝酸(水浴加温助溶)溶解后,冷却,加二倍体积的蒸馏水,混匀,取上清夜备用。此试剂可长期保存。 4、尿素晶体 5、1%CuSO 4:1g CuSO 4 晶体溶于蒸馏水,稀释至100ml 6、10%NaOH:10g NaOH溶于蒸馏水,稀释至100ml 7、浓硝酸 8、0.1%茚三酮溶液:0.1g茚三酮溶于95%的乙醇并稀释至100ml. 9、冰醋酸 10、浓硫酸 11、饱和硫酸铵溶液:100ml蒸馏水中加硫酸铵至饱和。 12、硫酸铵晶体:用研钵研成碎末。 13、95%乙醇。 14、醋酸铅溶液:1g醋酸铅溶于蒸馏水并稀释至100ml 15、氯化钠晶体 16、10%三氯乙酸溶液:10g三氯乙酸溶于蒸馏水中并稀释至100ml 17、饱和苦味酸溶液:100ml蒸馏水中加苦味酸至饱和。 18、1%醋酸溶液。 五、实验步骤 蛋白质的颜色反应 (一)米伦(Millon’s)反应

蛋白质的等电点测定和沉淀反应

实验3 蛋白质的等电点测定和沉淀反应 一、目的 1、了解蛋白质的两性解离性质。 2、学习测定蛋白质等电点的一种方法。 3、加深对蛋白质胶体溶液稳定因素的认识。 4、了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义。 二、原理 蛋白质是两性电解质。在蛋白质溶液中存在下列平衡: 蛋白质分子的解离状态和解离程度受溶液的酸碱度影响。当溶液的PH达到一定数值时,蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等,在电场中,蛋白质既不向阴极移动,也不向阳极移动,此时溶液的pH值称为此种蛋白质的等电点。不同蛋白质各有特异的等电点。在等电点时,蛋白质的理化性质都有变化,可利用此种性质的变化测定各种蛋白质的等电点。最常用的方法是测其溶解度最低时的溶液pH值。 本实验通过观察不同pH溶液中的溶解度以测定酪蛋白的等电点。用醋酸与醋酸钠(醋酸钠混合在酪蛋白溶液中)配制各种不同pH值的缓冲液。向诸缓冲溶液中加入酪蛋白后,沉淀出现最多的缓冲液的pH值即为酪蛋白的等电点。 在水溶液中的蛋白质分子由于表面生成水化层和双电层而成为稳定的亲水胶体颗粒,在一定的理化因素影响下,蛋白质颗粒可因失去电荷和脱水而沉淀。 蛋白质的沉淀反应可分为两类。 (1)可逆的沉淀反应此时蛋白质分子的结构尚未发生显著变化,除去引起沉淀的因素后,蛋白质的沉淀仍能溶解于原来溶剂中,并保持其天然性质而不变性。如大多数蛋白质的盐析作用或在低温下用乙醇(或丙酮)短时间作用于蛋白质。提纯蛋白质时,常利用此类反应。

(2)不可逆沉淀反应此时蛋白质分子内部结构发生重大改变,蛋白质常变性而沉淀,不再溶于原来溶剂中。加热引起的蛋白质沉淀与凝固。蛋白质与重金属离子或某些有机酸的反应都属于此类。 蛋白质变性后,有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在(如电荷),并不析出。因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀,而沉淀的蛋白质也未必都已变性。 三、材料、试剂与器具 (一)材料 新鲜鸡蛋 (二)试剂 1、0.4%酪蛋白醋酸钠溶液200ml 取0.4g酪蛋白,加少量水在乳钵中仔细地研磨,将所得的蛋白质悬胶液移入200mL锥形瓶内,用少量40—50℃的温水洗涤乳钵,将洗涤液也移入锥形瓶内。加入10mL 1mol/L 醋酸钠溶液。把锥形瓶放到50℃水浴中,并小心地旋转锥形瓶,直到酪蛋白完全溶解为止。将锥形瓶内的溶液全部移到100mL容量瓶内,加水至刻度,塞紧玻塞,混匀。 2、1.00mol/L 醋酸溶液100mL 3、0.10 mol/L醋酸溶液300mL 4、0.01 mol/L醋酸溶液50mL 5、蛋白质溶液500mL 5%卵清蛋白溶液或鸡蛋清的水溶液(新鲜鸡蛋清:水=1:9) 6、pH4.7醋酸—醋酸钠的缓冲溶液100mL 7、3%硝酸银溶液10mL 8、5%三氯乙酸溶液50mL 9、95%乙醇250mL 10、饱和硫酸铵溶液250mL 11、硫酸铵结晶粉末10000mL 12、0.1mol/L盐酸溶液300mL 13、0.1mol/L氢氧化钠溶液300mL 14、0.05mol/L碳酸钠溶液300mL 15、甲基红溶液20mL (三)器具 1、水浴锅 2、温度计 3、200mL锥形瓶 4、100mL容量瓶 5、吸管 6、试管及试管架 7、 7、乳钵 四、操作步骤 (一)酪蛋白等电点的测定 (1)取同样规格的试管4支,按下表顺序分别精确地加入各试剂,然后混匀。 试管号蒸馏水 (mL) 0.01 mol/L蜡酸 (mL) 0. 1 mol/L蜡酸 (mL) 1. 0 mol/L蜡 酸(mL) 1 8.4 0.6 - — 2 8.7 - 0. 3 — 3 8.0 - 1.0 — 4 7.4 - - 1.6

蛋白质沉淀浓缩方法原理及详细解析

蛋白质沉淀浓缩方法原理及详细解析 在生化制备中,沉淀主要用于浓缩目的,或用于除去留在液相或沉淀在固相中的非必要成分。在生化制备中常用的有以下几种沉淀方法和沉淀剂: 1.盐析法多用于各种蛋白质和酶的分离纯化。 2.有机溶剂沉淀法多用于生物小分子、多糖及核酸产品的分离纯化,有时也用于蛋白质沉淀。 3.等电点沉淀法用于氨基酸、蛋白质及其它两性物质的沉淀。但此法单独应用较少,多与其它方法结合使用。 4.非离子多聚体沉淀法用于分离生物大分子。 5.生成盐复合物沉淀用于多种化合物,特别是小分子物质的沉淀。 6.热变性及酸碱变性沉淀法用于选择性的除去某些不耐热及在一定PH值下易变性的杂蛋白。 第一节盐析法 一般来说,所有固体溶质都可以在溶液中加入中性盐而沉淀析出,这一过程叫盐析。在生化制备中,许多物质都可以用盐析法进行沉淀分离,如蛋白质、多肽、多糖、核酸等,其中以蛋白质沉淀最为常见,特别是在粗提阶段。 盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫Kb分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶。 一.影响盐析的若干因素 1.蛋白质浓度 高浓度蛋白溶液可以节约盐的用量,但许多蛋白质的b 和Ks常数十分接近,若蛋白浓度过高,会发生严重的共沉淀作用;在低浓度蛋白质溶液中盐析,所用的盐量较多,而共沉淀作用比较少,因此需要在两者之间进行适当选择。用于分步分离提纯时,宁可选择稀一些的蛋白质溶液,多加一点中性盐,使共沉淀作用减至最低限度。一般认为%%的蛋白质浓度比较适中。 2.离子强度和类型

一般说来,离子强度越大,蛋白质的溶解度越低。在进行分离的时候,一般从低离子强度到高离子强度顺次进行。每一组分被盐析出来后,经过过滤或冷冻离心收集,再在溶液中逐渐提高中性盐的饱和度,使另一种蛋白质组分盐析出来。 离子种类对蛋白质溶解度也有一定影响,离子半径小而很高电荷的离子在盐析方面影响较强,离子半径大而低电荷的离子的影响较弱,下面为几种盐的盐析能力的排列次序:磷酸钾>硫酸钠>磷酸铵>柠檬酸钠>硫酸镁。 3.PH值 一般来说,蛋白质所带净电荷越多溶解度越大,净电荷越少溶解度越小,在等电点时蛋白质溶解度最小。为提高盐析效率,多将溶液PH值调到目的蛋白的等电点处。但必须注意在水中或稀盐液中的蛋白质等电点与高盐浓度下所测的结果是不同的,需根据实际情况调整溶液PH值,以达到最好的盐析效果。 4.温度 在低离子强度或纯水中,蛋白质溶解度在一定范围内随温度增加而增加。但在高浓度下,蛋白质、酶和多肽类物质的溶解度随温度上升而下降。在一般情况下,蛋白质对盐析温度无特殊要求,可在室温下进行,只有某些对温度比较敏感的酶要求在0-4℃进行。 二.硫酸铵的使用 硫酸铵中常含有少量的重金属离子,对蛋白质巯基有敏感作用,使用前必须用H2S处理:将硫酸铵配成浓溶液,通入H2S饱和,放置过夜,用滤纸除去重金属离子,浓缩结晶,100℃烘干后使用。另外,高浓度的硫酸铵溶液一般呈酸性(PH=左右),使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH。 硫酸铵的加入有以下几种方法:1)加入固体盐法用于要求饱和度较高而不增大溶液体积的情况;2)加入饱和溶液法用于要求饱和度不高而原来溶液体积不大的情况;3)透析平衡法先将盐析的样品装于透析袋中,然后浸入饱和硫酸铵中进行透析,透析袋内硫酸铵饱和度逐渐提高,达到设定浓度后,目的蛋白析出,停止透析。该法优点在于硫酸铵浓度变化有连续性,盐析效果好,但手续烦琐,需不断测量饱和度,故多用于结晶,其它情况少见。 使用固体硫酸铵时:1)必须注意饱和度表中规定的温度,一般有0℃或室温两种,加入固体盐后体积的变化已考虑在表中;2)分段盐析中,应考虑每次分段后蛋白质浓度的变化。一种蛋白质如经二次透析,一般来说,第一次盐析分离范围(饱和度范围)比较宽,第二次分离范围较窄。3)盐析后一般放置半小时至一小时,待沉淀完全后才过滤或离心。过滤多用于高浓度硫酸铵溶液,因为此种情况下,硫酸铵密度较大,若用离心法需要较高离心速度和长时间的离心操作,耗时耗能。离心多用于低浓度硫酸铵溶液。 第二节有机溶剂沉淀法 有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相

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