蛋白质的沉淀与透析

蛋白质纯化的方法蛋白质的分离纯化方法很多，主要有：（一）根据蛋白质溶解度不同的分离方法1、蛋白质的盐析中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析，将大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子（如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力，可夺取蛋白质分子的水化层，使之“失水”，于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。

盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。

由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析所需的盐浓度也不一样，因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。

影响盐析的因素有：（1）温度：除对温度敏感的蛋白质在低温（4度）操作外，一般可在室温中进行。

一般温度低蛋白质溶介度降低。

但有的蛋白质（如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白）在较高的温度（25度）比0度时溶解度低，更容易盐析。

（2）pH值：大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。

（3）蛋白质浓度：蛋白质浓度高时，欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来（共沉现象）。

因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释，使蛋白质含量在2.5-3.0%。

蛋白质盐析常用的中性盐，主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。

其中应用最多的硫酸铵，它的优点是温度系数小而溶解度大（25度时饱和溶液为4.1M，即767克/升；0度时饱和溶解度为3.9M，即676克/升），在这一溶解度范围内，许多蛋白质和酶都可以盐析出来；另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好，不易引起蛋白质变性。

硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间，当用其他pH值进行盐析时，需用硫酸或氨水调节。

蛋白质在用盐析沉淀分离后，需要将蛋白质中的盐除去，常用的办法是透析，即把蛋白质溶液装入秀析袋内（常用的是玻璃纸），用缓冲液进行透析，并不断的更换缓冲液，因透析所需时间较长，所以最好在低温中进行。

蛋白质的沉淀的原理
沉淀是指溶液中的某种物质聚集并沉积到底部或形成悬浮状态。

蛋白质的沉淀常常通过改变溶液的物理化学条件来实现，主要原理包括加入沉淀试剂、调节溶液pH值、改变离子强度和溶
剂条件等。

常用的沉淀试剂有硫酸铵、醋酸铵等，它们可以与蛋白质形成复合物，增加蛋白质的相对分子质量，使其沉淀。

同时，沉淀试剂的加入还能改变溶液的离子强度，从而改变蛋白质溶解度，促使蛋白质沉淀。

调节溶液的pH值也是蛋白质沉淀的重要方法。

不同的蛋白质
在不同的pH值下溶解度不同，通过调整溶液pH值可以改变
蛋白质的溶解度，使其沉淀。

通常，当溶液的pH值接近蛋白
质的等电点（即带正负电荷的平衡点）时，蛋白质容易发生沉淀。

此外，改变溶液的离子强度和溶剂条件也可以影响蛋白质的沉淀。

增加溶液中的盐或改变溶剂类型（如加入有机溶剂）可以改变蛋白质和水分子之间的相互作用，从而促使蛋白质发生聚集和沉淀。

值得注意的是，蛋白质沉淀的过程常常对蛋白质的性质和结构造成影响，因此在进行蛋白质沉淀实验时需要控制好条件，避免引起蛋白质变性或失活。

蛋白质纯化方法蛋白质浓缩有多种方法，有盐析，超滤，离子交换，有机溶剂沉淀等方法。

有机溶剂沉淀法：有机溶剂能降低溶液的电解常数，从而增加蛋白质分子上不同电荷的引力，导致溶解度的降低；另外，有机溶剂与水的作用，能破坏蛋白质的水化膜，故蛋白质在一定浓度的有机溶剂中的溶解度差异而分离的方法，称“有机溶剂分段沉淀法”，它常用于蛋白质或酶的提纯。

使用的有机溶剂多为乙醇和丙酮。

高浓度有机溶剂易引起蛋白质变性失活，操作必须在低温下进行，并在加入有机溶剂时注意搅拌均匀以避免局部浓度过大。

由此法析出的沉淀一般比盐析容易过滤或离心沉降，分离后的蛋白质沉淀，应立即用水或缓冲液溶解，以降低有机溶剂浓度。

操作时的pH值大多数控制在待沉淀蛋白质的等电点附近，有机溶剂在中性盐存在时能增加蛋白质的溶解度，减少变性，提高分离的效果，在有机溶剂中添加中性盐的浓度为0.05mol/L左右，中性盐过多不仅耗费有机溶剂，可能导致沉淀不好。

沉淀的条件一经确定，就必须严格控制，才能得到可重复的结果。

医学教育`网搜集整理有机溶剂浓度通常以有机溶剂和水容积比或用百分浓度表示。

有机溶剂沉淀蛋白质分辨力比盐析法好，溶剂易除去；缺点是易使酶和具有活性的蛋白质变性。

故操作时要求条件比盐析严格。

对于某些敏感的酶和蛋白质，使用有机溶剂沉淀尤其要小心。

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。

蛋白质浓缩技术是免疫学中常用的手段，现介绍几种常用的浓缩技术。

（一）透析袋浓缩法利用透析袋浓缩蛋白质溶液是应用最广的一种。

将要浓缩的蛋白溶液放入透析袋（无透析袋可用玻璃纸代替），结扎，把高分子（6 000－12 000）聚合物如聚乙二醇（碳蜡）、聚乙烯吡咯、烷酮等或蔗糖撒在透析袋外即可。

蛋白纯化样品浓缩方法
蛋白质纯化样品的浓缩方法有很多，下面是一些常用的方法：
- 沉淀法：利用蛋白质的沉淀性质，使其与溶液分层。

这种方法包括简单沉淀和分级沉淀，简单沉淀是一次性完成，分级沉淀是分次加入沉淀剂，使不同的蛋白质在不同沉淀剂浓度下分别沉淀，从而被分离开来。

- 吸附法：利用吸水剂，如硅胶、活性氧化铝等，吸附蛋白质，达到浓缩的目的。

- 冻干法：在真空低温的环境下，使样品中的水分直接升华，从而使蛋白质浓缩。

- 超滤法：利用微孔纤维素膜，通过高压将水分滤出，而蛋白质存留于膜上，达到浓缩目的。

有两种方法进行浓缩，一种是用醋酸纤维素膜装入高压过滤器内，在不断搅拌之下过滤；另一种是将蛋白液装入透析袋内置于真空干燥器的通风口上，负压抽气，而使袋内液体渗出。

在选择浓缩方法时，需要考虑目标蛋白的特性以及所需的浓缩程度，并选择合适的实验条件和操作步骤，以确保目标蛋白的稳定性和纯度。

蛋白质沉淀(Protein Precipitation)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2.5%-3.0%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。

蛋白质的盐析与透析一、实验目的1.了解蛋白质的分离纯化方法2.掌握蛋白质的盐析及透析方法二、实验原理在蛋白质溶液中加入一定浓度的中性盐，蛋白质即从溶液中沉淀析出，这种作用称为盐析。

盐析法常用的盐类有硫酸铵、硫酸钠等。

蛋白质用盐析法沉淀分离后，需脱盐才能获得纯品，脱盐最常用的方法为透析法。

蛋白质在溶液中因其胶体质点直径较大，不能透过半透膜，而无机盐及其它低分子物质可以透过，故利用透析法可以把经盐析法所得的蛋白质提纯，即把蛋白质溶液装入透析袋内，将袋口用线扎紧，然后把它放进蒸馏水或缓冲液中，蛋白质分子量大，不能透过透析袋而被保留在袋内，通过不断更换袋外蒸馏水或缓冲液，直至袋内盐分透析完为止。

透析常需较长时间，宜在低温下进行。

三、实验材料和试剂10%鸡蛋白溶液，含鸡蛋清的氯化钠蛋白溶液，饱和硫酸铵溶液，硫酸铵晶体，1%硝酸银溶液。

四、实验步骤（一）蛋白质盐析取10%鸡蛋白溶液5ml于试管中，加入等量饱和硫酸铵溶液，微微摇动试管，使溶液混合后静置数分钟，蛋白即析出，如无沉淀可再加少许饱和硫酸铵溶液，观察蛋白质的析出；取少量沉淀混合物，加水稀释，观察沉淀是否会再溶解。

（二）蛋白质的透析注入含鸡蛋清的氯化钠蛋白溶液5ml于透析袋中，将袋的开口端用线扎紧，然后悬挂在盛有蒸馏水的烧杯中，使其开口端位于水面之上。

经过10分钟后，自烧杯中取出1ml溶液于试管中，加1%硝酸银溶液一滴，如有白色氯化银沉淀生成，即证明蒸馏水中有Cl-存在。

再自烧杯中取出1ml溶液于另一试管中，加入1ml 10%的氢氧化钠溶液，然后滴加1-2滴1%的硫酸铜溶液，观察有无蓝紫色出现。

每隔20分钟更换蒸馏水一次，经过数小时，则可观察到透析袋内出现轻微混浊，此即为蛋白质沉淀。

继续透析至蒸馏水中不再生成氯化银沉淀为止。

实验报告记录透析完毕所需的时间。

附：胶棉半透膜的制备市售5%的胶棉液，加入干燥的150mL锥形瓶中，将锥形瓶横斜不断转动，使瓶的内壁和瓶口都均匀沾有胶棉液。

实验二蛋白质的纯化-透析实验【实验目的】1. 学习透析的基本原理和操作；2. 掌握盐析沉淀蛋白质后，蛋白质的脱盐处理技术；3. 了解透析袋的使用方法。

【实验原理】透析是利用小分子能通过而大分子不能通过半透膜的原理而把它们分开的一种重要手段，是食品分离提纯过程中经常使用的基本操作技术之一。

蛋白质是大分子物质，不能透过透析膜而小分子物质可以自由透过。

在分离提纯蛋白质的过程中，常利用透析的方法使蛋白质与其中夹杂的小分子物质分开。

【实验仪器与试剂】烧杯；玻璃棒；离心机；离心管；冰箱；电炉。

1％氯化钡溶液；硫酸铵粉末；1mol/L EDTA；2%NaHCO3。

透析管（宽约2.5cm，长12－15cm）或玻璃纸; 皮筋；鸡蛋清溶液：将新鲜鸡蛋的蛋清与水按1：20混匀，然后用六层纱布过滤。

【实验步骤】1. 透析管（前）处理：先将一适当大小和长度的透析管放在1mol/L EDTA溶液中，煮沸10分钟，再在2％NaHCO3溶液中煮沸10分钟，然后再在蒸馏水中煮沸10分钟即可。

2. 取5ml蛋白质溶液于离心管中，加4g硫酸铵粉末，搅拌使之溶解。

然后在4℃下静置20分钟，出现絮状沉淀。

3. 离心：将上述絮状沉淀液以1000转/分的速度离心20分钟。

4. 装透析管：离心后倒掉上清夜，加5ml蒸馏水溶解沉淀物，然后小心倒入透析管中，扎紧上口。

5. 将装好的透析管放入盛有蒸馏水的烧杯中，进行透析，并不断搅拌。

6. 每隔适当时间（5－10分钟），用氯化钡滴入烧杯的蒸馏水中，观察是否有沉淀现象。

【结果与讨论】记录并解释实验现象。

【思考题】在透析袋处理过程中，EDTA和NaHCO3起何作用？。

蛋白质沉淀法详解蛋白质通过盐析的办法沉淀的原理是降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出。

蛋白质的沉淀（protein precipitation），沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。

蛋白质从溶液中析出的现象，称为蛋白质的沉淀。

蛋白质沉淀常用的方法有盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、生物碱试剂与某些酸（如三氯醋酸）沉淀等。

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b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2.5%-3.0%的蛋白质浓度比较适中。