Obiectiv: să se familiarizeze cu metoda de determinare a punctului izoelectric (IET) al proteinei.
Scurtă prezentare teoretică.
Pe suprafața particulelor fazei dispersate, atunci când vin în contact cu lichidul, apare o încărcare electrică excesivă și se formează un strat de ioni care formează potențial. La suprafața solidă, ionii sunt atrași din mediul lichid, semnul căruia este opus semnului stratului de formare a potențialului. Ele sunt numite contra ioni. Există un strat dublu electric (DES). Acesta poate fi considerat un fel de condensator, căptușeala interioară a căreia este formată din stratul de formare a potențialului de ioni, iar cel exterior - de la contraioni. Contraionul are două poziții: o parte formează un strat de adsorbție, cealaltă este într-un strat difuz.
Potențialul care apare pe suprafața unei particule coloidale se numește electrokinetic sau # 950; (zeta). Potențialul electrokinetic este numeric egal cu munca care trebuie efectuată atunci când se transferă o unitate de încărcare de pe suprafața granulei până la adâncimea mediului de dispersie sau invers.
Punctul la care potențialul electrokinetic este zero este numit punctul izoelectric. În acest moment, stratul de formare a potențialului compensează complet cu contraioni, adică toți contraionii vor fi în stratul de adsorbție.
În această lucrare de laborator este necesar să se determine punctul izoelectric al proteinei.
Formula generală a moleculei de proteine poate fi scrisă după cum urmează:
R este un radical hidrocarbonat,
NH2 - grupa amino, care are proprietăți de bază, deoarece într-un mediu acid, se adaugă un proton pentru a forma un ion de NH3 +
Grupa HOOC-acid, care disociază în ionul de hidrogen H + și reziduu acid - COO -.
Într-un mediu acid, particula de proteină coloidală are o încărcătură pozitivă:
și în mediul alcalin - o încărcare negativă:
Starea macromoleculelor de proteine, în care numărul de grupe de acid ionizată este egal cu numărul de grupe bazice ionizate și, în consecință, încărcarea totală medie a macromoleculelor este zero, se numește starea izoelectrică. PH-ul soluției, în care moleculele de proteine sunt în stare izoelectrică, se numește punctul izoelectric (IET). Punctul izoelectric este cea mai importantă caracteristică a unei proteine care determină proprietățile sale într-un mediu dat.
Punctul izoelectric este determinat pentru cazeină sau gelatină.
Triturați bine proteina (cazeină sau gelatină) într-un mortar la starea de pulbere. Se introduc 0,4 g de proteină într-un balon cotat de 100 ml, se adaugă 10 ml de soluție de acetat de sodiu 1N și 70 ml de apă. Balonul este încălzit la 70 ° C și proteina este dizolvată cu agitare puternică. Apoi adăugați apă pe etichetă. Soluția poate fi ușor tulbure, dar nu trebuie să conțină fulgi și sedimente.
În 7 pahare în funcție de numărul lor (vezi Tabelul 6) se adaugă apă și acid acetic. Apoi, la fiecare pahar de laborator se adaugă 5 ml soluție de proteină coloidală și după 10 minute se observă în ce soluții s-a produs coagularea.
Tabelul 6. Determinarea proteinei IET.
În coloana "Observații" scrie: "nu există coagulare", "nor," "sediment", "cel mai mare sediment".
Măsurați pH-ul tuturor soluțiilor cu un pH-metru.
Un pH-metru de buzunar PICCOLO-pH metru fabricat de HANNA este folosit în lucrare. Acest pH-metru are o masă de 100 g și este alimentat de o baterie. Sistemul electrod al instrumentului combină un electrod de pH, un electrod de referință, un senzor de temperatură și un amplificator. Un astfel de sistem permite minimizarea influenței umidității, poluării și zgomotului asupra acurateței măsurătorilor de pH. PICCOLO oferă aproape aceleași citiri exacte ca și contoarele de pH staționare (± 0.02 pH). Compensarea automată a temperaturii, datorită senzorului termic încorporat și a microprocesorului PICCOLO, compensează automat efectul temperaturii în intervalul de la 0 la 70 ° C, ceea ce asigură o mare precizie a măsurătorilor de pH.
După depozitarea prelungită, pH-ul este înmuiat într-o soluție de HI 70300L sau o soluție tampon cu un pH de 7,01 timp de 4 ore. Se efectuează apoi o calibrare în două puncte. Pentru a face acest lucru:
1) electrodul este clătit cu apă deionizată, apoi cu soluție tampon HI7007;
2) imersați electrodul (fig.7) în soluția tampon HI 7007;
3) porniți dispozitivul ("ON / OFF"
(1, Fig.7) și setați citirea instrumentului la pH 7.01 cu șurubul de calibrare "pH7";
4) electrodul este clătit cu apă deionizată, apoi cu soluție tampon HI7004;
5) Îndepărtați electrodul în soluția tampon HI7004 și înșurubați șurubul "pH 4" cu o șurubelniță până când indicatorul indică o valoare a pH-ului de 4,01 (la 25 ° C). Opriți dispozitivul cu comutatorul ON / OFF (1 în figura 7).
În raport, indicați ce valoare a pH-ului corespunde punctului izoelectric al proteinei testate.
1. Explicați mecanismul de formare a unui strat dublu electric pe suprafața unei particule dispersate.
2. Ce se numește potențialul electrokinetic?
3. Denumiți fenomenele electrokinetice în sistemele dispersate și explicați ce sunt cauzate de acestea.
4. Cum pot determina potențialul electrokinetic?
5. Ce se numește punctul izoelectric al proteinei? Dați o formulă schematică pentru macromoleculele unei proteine într-o stare izoelectrică.
Numărul de lucrări de laborator 9.