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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根本方法，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，带电外表附近的液体中必有与固体外表电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。

在界面上带电外表和反离子形成了双电层的构造。在两种不同物质的界面上，正负电荷分别

排列成的面层。

对于双电层的具体构造，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，一局部反离子由于电性吸引或非电性的特性吸引作用〔例如德

华力〕而和外表严密结合，构成吸附层〔或称严密层、斯特恩层〕。其余的离子那么扩散地

分布在溶液中，构成双电层的扩散层〔或称滑移面〕。由于带电外表的吸引作用，在扩散层

中反离子的浓度远大于同号离子。离外表越远，过剩的反离子越少，直至在溶液部反离子的

浓度与同号离子相等。

严密层：溶液中反离子及溶剂分子受到足够大的静电力，德华力或特性吸附力，而严密

吸附在固体外表上。其余反离子那么构成扩散层。

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

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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，其数值越高说明胶粒带电越多，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围，约1～100微米。大局部蛋白质分子的外表都有很多亲水

集团，这些集团以氢键形式与水分子进展水合作用，使水分子吸附在蛋白质分子外表而形成

一层水合膜，具有亲水性；又由于蛋白质分子外表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别离蛋白质。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别离、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。

在等电点时，蛋白质分子在电场中不向任何一极移动，而且分子与分子间因碰撞而引

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起聚沉的倾向增加，所以这时可以使蛋白质溶液的粘度、渗透压均减到最低，且溶液变混