沉淀优秀公开课课件

初级分离概念：指从菌体发酵液、细胞培养液、细胞破碎液及其他各种生物原料初步提取目标产物，使目标产物得到浓缩和初步分离的下游加工过程特点：分离对象体积大、杂质含量高，初级分离技术应具有操作成本低、适于大规模生产的优势方法：离心、过滤、沉淀、膜分离、萃取、吸附第二章沉淀定义：沉淀是物理环境的变化引起溶质溶解度降低、生成固体凝聚物的现象。具有浓缩与分离的双重作用。与结晶联系：在本质上都是新相析出的过程，主要是物理变化。区别：结晶为同类分子或离子以有规则排列形式析出；沉淀为不定形的固体颗粒，构成成分复杂，纯度低。第一节蛋白质表面性质蛋白质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。蛋白质水溶液呈胶体性质使蛋白质形成稳定的胶体溶液、防止蛋白质凝聚沉淀的因素：蛋白质分子周围存在与蛋白质分子紧密或疏松结合的水化层蛋白质分子间的静电排斥作用（双电层）可通过降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度降低蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质的沉淀。蛋白质沉淀常采用恒温条件下添加各种不同试剂的方法。第二节各种沉淀方法一、盐析沉淀（重点）二、等电点沉淀（次重点）三、有机溶剂沉淀（次重点）四、热沉淀（一）盐析沉淀的原理蛋白质溶液的离子强度增大时，蛋白质表面的双电层厚度降低，静电排斥作用减弱。盐离子的水化作用使蛋白质表面疏水区附近的水化层脱离蛋白质，暴露出疏水区域，增大了蛋白质表面疏水区之间的疏水相互作用，容易发生凝集，进而沉淀。（二）影响盐析的因素无机盐（浓度、种类）温度和pH值无机盐的种类在相同的离子强度下，不同种类的盐对蛋白质的盐析效果不同。离子半径小而带电荷较多的离子盐析效果较好。例如含高价阴离子的盐比一价盐的盐析效果好。常见阴离子的盐析作用顺序为PO43－>SO42－>CHCOO－>Cl－>NO3－>I－阳离子的盐析作用顺序为NH4＋>K＋>Na+>Mg2+温度和pH值在离子强度较高的溶液中，升高温度蛋白质失水，蛋白质溶解度下降；在低离子强度溶液或纯水中，蛋白质的溶解度在一定温度范围内一般随温度升高而增大。在pH值接近蛋白质等电点的溶液中，蛋白质的溶解度最小，有利于提高盐析效果。蛋白质的盐析沉淀操作需选择合适的pH值和温度，使蛋白质的溶解度较小。同时盐析操作条件要温和，不能引起目标蛋白质的变性。盐析需在较低温度下进行。（三）适用范围及缺点适用范围：盐析广泛应用于各类蛋白质的初步纯化和浓缩。在某些情况下还可用于蛋白质的高度纯化。缺点：利用盐析沉淀得到的目标产物中含盐量较高，一般在盐析沉淀后，需进行脱盐处理，才能进行后续的分离操作（如离子交换色谱）。二、等电点沉淀蛋白质在pH值为其等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低。利用蛋白质在pH值等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀的方法称为等电点沉淀。等电点沉淀的操作条件：低离子强度；pH约等于pI。三、有机溶剂沉淀原理：向蛋白质溶液中加入丙酮或乙醇等水溶性有机溶剂，水的活度降低。随着有机溶剂浓度的增大，水对蛋白质分子表面荷电基团或亲水基团的水化程度降低，溶液的介电常数下降，蛋白质分子间的静电引力增大，从而凝聚和沉淀。优点：有机溶剂密度较低，易于沉淀分离；与盐析法相比，沉淀产品不需脱盐处理缺点：易引起蛋白质变性，必须在低温下进行要求：所选择的有机溶剂应为与水互溶，不与蛋白质发生作用的物质（如丙酮、乙醇）四、热沉淀原理：在较高温度下，热稳定性差的蛋白质发生变性沉淀。根据