盐析 编辑

使蛋白质发生沉淀析出溶液的现象
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盐析(salting out)是指在蛋白质溶液中加入中性盐,随着盐浓度增大而使蛋白沉淀出来的现象。中性盐是强电解质溶解度又大,在蛋白质溶液中,一方面与蛋白质争夺水分子,破坏蛋白质胶体颗粒表面的水膜;另一方面又大中和蛋白质颗粒上的电荷,从而使水中蛋白质颗粒积聚而沉淀析出。常用的中性盐有氯化钠,但以硫酸铵为最。得到的蛋白质一般不失活,一定条件下又可重新溶解,故这种沉淀蛋白质的方法在分离、浓缩,贮存、纯化蛋白质的工作中应用极广。

基本信息

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中文名:盐析

外文名:saltingout

目的:使蛋白质发生沉淀析出溶液

实现方式:加入盐析剂

主要应用:制作肥皂

反应类型:皂化反应

定义

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向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后,可以降低蛋白质的溶解度,使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析,是物理变化,可复原。向某些蛋白质溶液中加入某些重金属盐,可以使蛋白质性质发生改变而凝聚,进而从溶液中析出,这种作用叫作变性,性质改变,是化学反应,无法复原。

动物脂肪植物油化钠按一定比例放在皂化锅内搅拌加热,反应后形成的高级脂肪酸钠、甘油、水形成混合物(胶体)。往锅内加入食盐颗粒,搅拌、静置,使高级脂肪酸钠与甘油、水分离,浮在液面。(该反应用以制肥皂)

简单的说就是利用高浓度中性盐使蛋白质发生沉淀;蛋白质的溶解度(S)不同,用于沉淀的盐浓度不同。

盐析实验中的蛋白质溶液不能太稀,而且要现用现配;必须用浓的轻金属盐溶液,稀的轻金属盐溶液反而能促进蛋白质的溶解。

盐析的原理

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破坏了蛋白质在水中稳定存在的二个因素,从而使蛋白质发生沉淀 。

1、破坏了水化层

在高浓度的中性盐溶液中,由于盐离子亲水性比蛋白质强,与蛋白质胶粒争夺与水结合,破坏了蛋白质的水化层。 在高浓度的中性盐溶液中,由于蛋白质和盐离子对溶液中水分子都有吸引,产生与水化合现象,但它们之间有竞争作用,当大量中性盐加入时,使得盐解离产生的离子争夺了溶液中大部分自由水,从而破坏蛋白质的水化作用,引起蛋白质溶解度降低,故从溶液中沉淀出来。

2、破坏了电荷

由于盐是强电解质,解离作用强,盐的解离可抑制蛋白质弱电解质的解离,使蛋白质带电荷减少,更容易聚集析出。

盐析剂

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在中性配合萃取和离子缔合萃取体系中,使用盐析剂可提高被萃取组分的分配系数。盐析剂是一种不被萃取、不与被萃物结合,但与被萃物有相同的阴离子从而使分配系数显著提高的无机化合物通常盐析剂的阳离子在盐析过程中,因在水溶液中有强烈的水合作用,能吸引大量自由水分子,降低水溶液中自由水分子浓度,可相对增加被萃物在水相中的浓度,有利于被萃物萃入有机相。一般来说,盐析剂中的金属阳离子的电荷数越大,盐析作用越强。在阳离子的电荷数相同的情况下,盐析作用与阳离子的半径成反比,这是因为价态高半径小的阳离子的水化能力较强,所以使自由水分子减少的作用较大。一般金属离子的盐析效应按下列次序递减:

Al3+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+>Na+>NH4+>K+

盐析剂的选择除应考虑盐析作用外,还要考虑不影响下一步的分离和提纯、价格便宜、来源充足、水中溶解度大等因素。通常以NH4NO3的应用最为普遍。

优点

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不会引起蛋白质变性,经透析去盐后,能得到保持生物活性的纯化蛋白质。

注意事项

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盐析的成败决定于溶液的pH值与离子强度,PH愈接近蛋白质的等电点,蛋白质就愈易沉淀。不同的蛋白质的溶解度与等电点不同,沉淀时所需的pH值与离子强度也不相同,故改变盐的浓度与溶液的pH值,便可将混合液中的蛋白质逐个盐析分开,这种分离蛋白质的方法称为分段盐析法(fraCTional salting out)。例如半饱和硫酸可沉淀血浆球蛋白,饱和硫酸铵则沉淀血浆清蛋白。

盐析结晶原理

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盐析结晶是指在盐溶液体系中,加入某种电解质盐析剂, 这种加入的盐析剂,其离子的水合作用比原溶液中其它盐较强, 它使溶液中自由水分子数减小,从而提高溶液中欲结晶物质在溶液中的有效浓度,使欲结晶物质在溶液中结晶析出, 这就是盐析结晶。

研究表明,水对阴、阳离子都有较强溶剂化作用,但对阳离子比阴离子有更大的溶剂化作用。因此盐析剂作用主要表现是盐析剂阳离子在溶剂化作用上。盐析剂与水结合愈强烈,盐析效应愈强。由于水合数与离子的大小有关,即离子愈小,水合数就愈大,盐析效应也愈强。盐析剂所含阳离子半径愈小,电荷愈多,则对被盐析离子的水化层影响愈大,使被盐析离子脱水愈易,其盐析效应愈强。所以化工生产中常用的盐析剂多是离子势较大的阳离子Li+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Sn2+等形成的盐。我们选择了这些阳离子所形成的氯化物和硝酸盐,并通过探索性实验, 确定选用一种较合适的盐析剂。

应用

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可以把发黄的白衬衫放在5%食盐水中浸泡1小时,再慢慢搓干净;或将衣服浸于10%的浓盐水中,泡1-2小时,取出用清水漂洗干净。衣领部位的污渍可以单独加一些细盐粒轻轻搓洗效果更佳。应当注意的是衣服应当用凉水浸泡,切勿使用热水。

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