實驗原理
蛋白質是兩性電解質。蛋白質分子中可以解離的基團除N端α―氨基與C端α―羧基外,還有肽鏈上某些氨基酸殘基的側鏈基團,如酚基、巰基、胍基、咪唑基等基團,它們都能解離為帶電基團。因此,在蛋白質溶液中存在著下列平衡:
陽離子兩性離子陰離子
pH < pIpH = pIpH > pI
電場中:移向陰極不移動移向陽極調節溶液的pH使蛋白質分子的酸性解離與堿性解離相等,即所帶正負電荷相等,凈電荷為零,此時溶液的pH值稱為蛋白質的等電點。在等電點時,蛋白質溶解度最小,溶液的混濁度最大,配制不同pH的緩沖液,觀察蛋白質在這些緩沖液中的溶解情況即可確定蛋白質的等電點。
試劑和器材
一、試劑
1mol/L乙酸:吸取99.5%乙酸(比重1.05)2.875mL,加水至50mL。
0.1mol/L乙酸:吸取1mol/L乙酸5mL,加水至50mL。
0.01mol/L乙酸:吸取0.1mol/L乙酸5mL,加水至50mL。
0.2mol/L NaOH:稱取NaOH2.000g,加水至50mL,配成1mol/L NaOH。然后量取1mol/L NaOH 10mL,加水至50mL, 配成0.2mol/L NaOH。
0.2mol/L HCl:吸取37.2%(比重1.19)HCl 4.17mL,加水至50mL,配成1mol/L HCl。然后吸取1mol/L HCl 10mL,加水至50mL,配成0.2mol/L HCl。
0.01%溴甲酚綠指示劑:稱取溴甲酚綠0.005g,加0.29mL 1mol/L NaOH,然后加水至50mL。
二、測試樣品
0.5%酪蛋白溶液:稱取酪蛋白(干酪素)0.25g放入50mL容量瓶中,加入約20mL水,再準確加入 1mol/L NaOH 5mL,當酪蛋白溶解后,準確加入1mol/L乙酸5mL,最后加水稀釋定容至50mL,充分搖勻。
三、器材
試管1.5×15cm(×8);移液管1mL(×4),2mL(×4),10mL(×2);膠頭滴管(×2)。
操作方法
一、蛋白質的兩性反應
(1)取一支試管,加0.5%酪蛋白1mL,再加溴甲酚綠指示劑4滴,搖勻。此時溶液呈藍色,無沉淀生成。
(2)用膠頭滴管慢慢加入0.2mol/L HCl,邊加邊搖知道有大量的沉淀生成。此時溶液的pH值接近酪蛋白的等電點。觀察溶液顏色的變化。
(3)繼續滴加0.2mol/L HCl,沉淀會逐漸減少以至消失。觀察此時溶液顏色的變化。
(4)滴加0.2mol/L NaOH 進行中和,沉淀又出現。繼續滴加0.2mol/L NaOH,沉淀又逐漸消失。觀察溶液顏色的變化。
二、酪蛋白等電點的測定
(1)取同樣規格的試管7支,按下表精確地加入下列試劑:
試劑(mL) |
管號 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1.0mol/L 乙酸 |
1.6 |
0.8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.1mol/L 乙酸 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0.01mol/L 乙酸 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2.5 |
1.25 |
0.62 |
H2O |
2.4 |
3.2 |
0 |
3 |
1.5 |
2.75 |
3.38 |
溶液的pH |
3.5 |
3.8 |
4.1 |
4.7 |
5.3 |
5.6 |
5.9 |
混濁度 |
(2)充分搖勻,然后向以上各試管依次加入0.5%酪蛋白1mL,邊加邊搖,搖勻后靜置5min,觀察各管的混濁度。
(3)用-、+、++、+++等符號表示各管的混濁度。根據混濁度判斷酪蛋白的等電點。最混濁的一管的pH值即為酪蛋白的等電點。
注意事項
在測定等電點的實驗中,要求各種試劑的濃度和加入量相當準確。