植物生理学通讯 第43卷 第4期,2007年8月765
硫酸铵对蛋白质有相当好的稳定作用,同时其溶解度和离子容积较大,吸收水分子的能力也大,是最有效的盐析试剂之一,广泛用于生化物质的提取,不仅适用于抗生素、有机酸等小分子物质,在蛋白质、酶、多肽、核酸和其他细胞组分的回收和分离中也常应用。因此,硫酸铵盐析也是生化技术、生化制备和生化工艺学教学和科学研究中常常遇到的问题。
一般在小样溶液进行盐析操作时,通常采用固体硫酸铵加入法,以升高硫酸铵的饱和度,促使杂质沉淀(溶解) 和目标分子溶解(沉淀) ,以达到初步纯化的目的。硫酸铵的用量按公式X =G (S 2-S 1) / (1-AS 2) 计算。其中,X 表示将1 L硫酸铵饱和度为S 1的溶液提高到S 2时所需加入的固体硫酸铵克数;S 1表示原溶液中硫酸铵的饱和度;S 2表示加入固体硫酸铵后所需达到的饱和度;G 表示在特定温度下1 L饱和硫酸铵溶液中溶解的硫酸铵克数(严希康2001) ;A 是一个常数,与G 有一定的关系,且两者均与温度有关。但许多教材中的表述和G 、A 数值常不一致,而且也未给出不同温度下2个参数的计算公式,对教学带来了诸多困难。如不同的教材分别写成0
℃时G 为505 (王镜岩等2002) 、515 (汪家政和范明2000;顾觉奋2000) 、707 (杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) ,A 为0.27 (汪家政和范明2000;顾觉奋2000;杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) 、0.285 (王镜岩等2002) ;20
℃时G 为513 (顾觉奋2000) 、533 (赵永芳2002;俞俊堂和唐孝宣1991) 、756 (杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) ,A 为0.29 (顾觉奋2000;杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) 、0.3 (赵永芳2002;俞俊堂和唐孝宣1991) ;25
℃时G 为541 (赵永芳2002) ,A 为
0.3 (赵永芳2002) 等。从这些表述中不难看出,上述不同温度下所需加入固体硫酸铵量的计算通式无疑是正确的,所涉及的文献也都是如此叙述的,既然对G 的界定是指1 L饱和硫酸铵溶液中溶解的硫酸铵克数,那么在0、20和25 ℃时,1 L饱和硫酸铵溶液中溶解的硫酸铵克数则分别为514.72、536.34和541.24 g (苏拔贤1986;陈来同和徐德昌1997;孙崇荣和李玉民1991) 。对此,我们认为这类所谓在0 ℃时G 为707和20 ℃时G 为756的说法是各个教材的作者在概念上的混淆,把G 定义为1 kg纯水达到硫酸铵饱和时所加入的硫酸铵的克数。另外,对照公式X =G (S 2-S 1) / [1-(VG /1 000) S 2] (严希康2001) ,常数A 与G 之间的关系就显而易见。式中,V 为饱和溶液中盐的表观比容,而硫酸铵的表观比容为0.565 mL·g-1 (王镜岩等2002) 。根据我们的计算,不同温度下的常数G 和A 应是表1中的结果。
表1 常用温度下固体硫酸铵盐析参数
温度/℃ G A0514.720.2910525.050.3020536.340.3025541.240.3130
545.88
0.31
总之,硫酸铵盐析是生化技术中最常用的方法之一,因此,为方便操作起见,可将常用的几种温度下的不同饱和度溶液之间的固体硫酸铵的
收稿
2007-05-28
修定 2007-06-20
资助 长江大学《生物化学》精品课程建设项目(长大校发
[2006]80号) 。
*
通讯作者(E-ma il :[email protected] ;Tel :0716-8066858) 。
766植物生理学通讯 第43卷 第4期,2007年8月
用量制成表格,实际操作中只需要查表就可以,不需再计算,很是方便。
参考文献
陈来同, 徐德昌(1997). 生化工艺学. 第1版. 北京: 北京大学出版
社, 11
顾觉奋(2000). 分离纯化工艺原理. 第1版. 北京: 中国医药科技
出版社, 127~129
郭勇(2002). 现代生化技术. 第1版. 广州: 华南理工大学出版社,
6~8
蒋立科, 杨婉身(2003). 现代生物化学实验技术. 北京: 中国农业
出版社, 25~26
苏拔贤(1986). 生物化学制备技术. 第1版. 北京: 科学出版社,
57~58
孙崇荣, 李玉民(1991). 蛋白质化学导论. 上海: 复旦大学出版社,
27
汪家政, 范明(2000). 蛋白质技术手册. 北京: 科学出版社, 66王镜岩, 朱圣庚, 徐长法(2002). 生物化学. 北京: 高等教育出版
社, 306
严希康(2001). 生化分离工程. 北京: 化学工业出版社, 244杨建雄(2002). 生物化学与分子生物学实验技术教程. 第1版. 北
京: 科学出版社, 55~56
俞俊堂, 唐孝宣(1991). 生物工艺学(上册). 上海: 华东理工大学
出版社, 274~275
赵永芳(2002). 生物化学技术原理及应用. 第3版. 北京: 科学出
版社, 24~25
植物生理学通讯 第43卷 第4期,2007年8月765
硫酸铵对蛋白质有相当好的稳定作用,同时其溶解度和离子容积较大,吸收水分子的能力也大,是最有效的盐析试剂之一,广泛用于生化物质的提取,不仅适用于抗生素、有机酸等小分子物质,在蛋白质、酶、多肽、核酸和其他细胞组分的回收和分离中也常应用。因此,硫酸铵盐析也是生化技术、生化制备和生化工艺学教学和科学研究中常常遇到的问题。
一般在小样溶液进行盐析操作时,通常采用固体硫酸铵加入法,以升高硫酸铵的饱和度,促使杂质沉淀(溶解) 和目标分子溶解(沉淀) ,以达到初步纯化的目的。硫酸铵的用量按公式X =G (S 2-S 1) / (1-AS 2) 计算。其中,X 表示将1 L硫酸铵饱和度为S 1的溶液提高到S 2时所需加入的固体硫酸铵克数;S 1表示原溶液中硫酸铵的饱和度;S 2表示加入固体硫酸铵后所需达到的饱和度;G 表示在特定温度下1 L饱和硫酸铵溶液中溶解的硫酸铵克数(严希康2001) ;A 是一个常数,与G 有一定的关系,且两者均与温度有关。但许多教材中的表述和G 、A 数值常不一致,而且也未给出不同温度下2个参数的计算公式,对教学带来了诸多困难。如不同的教材分别写成0
℃时G 为505 (王镜岩等2002) 、515 (汪家政和范明2000;顾觉奋2000) 、707 (杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) ,A 为0.27 (汪家政和范明2000;顾觉奋2000;杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) 、0.285 (王镜岩等2002) ;20
℃时G 为513 (顾觉奋2000) 、533 (赵永芳2002;俞俊堂和唐孝宣1991) 、756 (杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) ,A 为0.29 (顾觉奋2000;杨建雄2002;蒋立科和杨婉身2003;郭勇2002) 、0.3 (赵永芳2002;俞俊堂和唐孝宣1991) ;25
℃时G 为541 (赵永芳2002) ,A 为
0.3 (赵永芳2002) 等。从这些表述中不难看出,上述不同温度下所需加入固体硫酸铵量的计算通式无疑是正确的,所涉及的文献也都是如此叙述的,既然对G 的界定是指1 L饱和硫酸铵溶液中溶解的硫酸铵克数,那么在0、20和25 ℃时,1 L饱和硫酸铵溶液中溶解的硫酸铵克数则分别为514.72、536.34和541.24 g (苏拔贤1986;陈来同和徐德昌1997;孙崇荣和李玉民1991) 。对此,我们认为这类所谓在0 ℃时G 为707和20 ℃时G 为756的说法是各个教材的作者在概念上的混淆,把G 定义为1 kg纯水达到硫酸铵饱和时所加入的硫酸铵的克数。另外,对照公式X =G (S 2-S 1) / [1-(VG /1 000) S 2] (严希康2001) ,常数A 与G 之间的关系就显而易见。式中,V 为饱和溶液中盐的表观比容,而硫酸铵的表观比容为0.565 mL·g-1 (王镜岩等2002) 。根据我们的计算,不同温度下的常数G 和A 应是表1中的结果。
表1 常用温度下固体硫酸铵盐析参数
温度/℃ G A0514.720.2910525.050.3020536.340.3025541.240.3130
545.88
0.31
总之,硫酸铵盐析是生化技术中最常用的方法之一,因此,为方便操作起见,可将常用的几种温度下的不同饱和度溶液之间的固体硫酸铵的
收稿
2007-05-28
修定 2007-06-20
资助 长江大学《生物化学》精品课程建设项目(长大校发
[2006]80号) 。
*
通讯作者(E-ma il :[email protected] ;Tel :0716-8066858) 。
766植物生理学通讯 第43卷 第4期,2007年8月
用量制成表格,实际操作中只需要查表就可以,不需再计算,很是方便。
参考文献
陈来同, 徐德昌(1997). 生化工艺学. 第1版. 北京: 北京大学出版
社, 11
顾觉奋(2000). 分离纯化工艺原理. 第1版. 北京: 中国医药科技
出版社, 127~129
郭勇(2002). 现代生化技术. 第1版. 广州: 华南理工大学出版社,
6~8
蒋立科, 杨婉身(2003). 现代生物化学实验技术. 北京: 中国农业
出版社, 25~26
苏拔贤(1986). 生物化学制备技术. 第1版. 北京: 科学出版社,
57~58
孙崇荣, 李玉民(1991). 蛋白质化学导论. 上海: 复旦大学出版社,
27
汪家政, 范明(2000). 蛋白质技术手册. 北京: 科学出版社, 66王镜岩, 朱圣庚, 徐长法(2002). 生物化学. 北京: 高等教育出版
社, 306
严希康(2001). 生化分离工程. 北京: 化学工业出版社, 244杨建雄(2002). 生物化学与分子生物学实验技术教程. 第1版. 北
京: 科学出版社, 55~56
俞俊堂, 唐孝宣(1991). 生物工艺学(上册). 上海: 华东理工大学
出版社, 274~275
赵永芳(2002). 生物化学技术原理及应用. 第3版. 北京: 科学出
版社, 24~25