沉淀技术教学课件PPT

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1、1第三章沉淀技术2概述沉淀是溶液中的溶质有液相变成固相析出的过程，表示一个新的凝结相的形成过程，或由于加入沉淀剂使某些离子成为难溶化合物而沉积的过程。沉淀VS结晶，本质上同一种过程。同类分子或离子以有规则排列形式析出——结晶；以无规则的紊乱排列形式析出——沉淀。一.沉淀的定义3二.沉淀的类型：晶形沉淀：颗粒最大，其直径大约在0.1~1μm之间。在沉淀内部，离子按晶体结构有规则地进行排列，因而结构紧密，整个沉淀所占的体积较小，极易沉降于容器底部。无定型沉淀：颗粒最小，其直径大约在0.02μm以下。沉淀内部离子排列杂乱无章，并且包含有大量水分子，因

2、而结构疏松，体积庞大，难以沉降。凝乳状沉淀：颗粒大小介于上述二者之间，其直径大约为0.02~1μm，因此其性质也介于二者之间。4设备简单，成本低，小批量生产。（豆腐，胶体凝聚）；有选择性（不同的溶剂可以沉淀出不同的成分出来）；沉淀剂的选择要考虑对生物活性的破坏作用和对人体的残留毒害。三.沉淀技术的应用特点5四.沉淀方法的分类盐析法有机溶剂沉淀选择性变性沉淀等电点沉淀有机聚合物沉淀第一节盐析法盐析：一般指溶液中加入无机盐类使某种物质溶解度降低而析出的过程。蛋白质盐析—蛋白质在水溶液中的溶解度受盐浓度影响67一、基本原理蛋白质溶解：相似者相溶亲水性

3、和疏水性：有利因素：亲水性，包括氢键、极性基团、离子化侧链、亲水蛋白所占比例等。如白蛋白。不利因素：疏水性，包括暴露的疏水基团、疏水蛋白所占比例等。如纤维蛋白原。8蛋白质溶液稳定的原因：1.自身带同种电荷，2.水化膜自身带同种电荷：水化膜：蛋白质和酶均易溶于水，因为该分子的－COOH、－NH2和－OH都是亲水基团，这些基团与极性水分子相互作用形成水化膜，包围于蛋白质分子周围形成1nm~100nm颗粒的亲水胶体，削弱了蛋白质分子之间的作用力，蛋白质分子表面极性基团越多，水化层越厚，蛋白质分子与溶剂分子之间的亲和力越大，因而溶解度也越大。91.盐溶

4、和盐析当向蛋白质溶液中加入电解质时，蛋白质的溶解度首先将随电解质的增加而增大，这种现象称为盐溶；当继续加入电解质时，蛋白质的溶解度减小，发生聚集而沉淀，这种现象称为盐析。1011盐溶原理：大多数蛋白类酶都溶于水，而且在低浓度的盐存在的条件下，酶的溶解度随盐浓度的升高而增加，这称为盐溶现象。蛋白质分子吸附盐类离子后，带电表层使蛋白质分子彼此排斥（同性相斥）；而蛋白质与水分子的相互作用却加强，溶解性增大。12盐析（1）、继续增大中性盐离子强度时→大量的盐夺取了自由水，使水分子在盐离子表面聚集→蛋白质胶体外层的水化膜因盐的夺取而遭到破坏→蛋白质胶体表

5、面的疏水区域暴露出来，彼此相互聚集，沉淀；13（2）、加入高浓度中性盐后，盐离子与生物分子表面的带相反电荷的离子基团结合，中和了生物分子表面的电荷，降低了生物分子与水分子之间的相互作用，此时生物分子很容易相互聚集，在溶液中的溶解度降得很低，从而形成沉淀从溶液中析出。盐析机理归纳1）.盐离子与蛋白质分子争夺水分子，破坏了蛋白质表面的水化膜；2）.盐离子电荷的中和作用；3）.盐离子引起了原本在蛋白质分子周围有序排列的水分子的极化，使水活度降低。注：水活度：水分含量的活性部分或自由水。14152、盐析公式及讨论蛋白质溶解度与溶液中离子强度关系：lgS

6、=β-KsIS，蛋白质溶解度（g/L）I，离子强度=(1/2)∑cizi2ci为i离子的摩尔浓度，zi为i离子所带的电荷数。β为常数，I=0时的lgSKs为盐析常数，与盐性质（离子价数、离子半径等）、蛋白结构有关，Ks越大，盐析效果越好（S越小，越易沉淀）16讨论1）、KsI项Ks与溶液的pH、温度无关，仅取决于蛋白质的性质和盐的种类。盐浓度↑→离子强度I↑→S↓→析出。lgS=β-ksI172）、β值的特性及对盐析的影响表示不外加盐时的理想溶解度S，与盐的种类无关，但与温度、pH有关；pH的影响：pI时蛋白质溶解度最低，β在pI时最小（调节p

7、H可以导致蛋白质净电荷数变化）温度的影响：高离子强度溶液中，温度升高一般使β下降（温度升高利于盐的溶解，夺取更多的水分子，使蛋白质溶解性更差）lgS=β-ksI183）、盐析分类ks盐析：固定蛋白质的pH、T（β）,变动离子强度I达到沉淀的目的。β盐析：在一定的离子强度下（I），改变溶液的pH、T，达到沉淀的目。ks盐析用于蛋白质粗品的分级沉淀。β分段盐析用于蛋白质进一步的精细分离纯化。lgS=β-ksI193、无机盐的挑选原则相同离子浓度条件下，不同种类盐对同一种蛋白质的盐析效果不同；高溶解度，能配置高离子强度的盐溶液；溶解度受温度的影响小；

8、盐溶液的密度不高，便于蛋白质沉淀和离心分离；此外，还要考虑：不易引起蛋白质的变性；价格低廉；是否有毒性。（1）相同离子浓度条件下，不同种类盐对同一种蛋