蛋白质分离器（分离蛋白质的仪器）

蛋白质分离器（分离蛋白质的仪器）

蛋白质分离器 （分离蛋白质的仪器） 次浏览 | 2022.10.15 13:28:42 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 蛋白质分离器分离蛋白质的仪器

是一种通过气浮分离原理来去除水中的固体悬浮物的水处理设备。蛋分器是利用水中的气泡表面可以吸附混杂在水中的各种颗粒状的污垢以及可溶性的有机物的原理，采用充氧设备或旋涡泵产生大量的气泡，将通过蛋白质分离器将海水净化，这些气泡全部集中在水面形成泡沫，将吸附了污物的泡沫收集在水面上的容器中，它就会化为浑浊的液体被排除。

中文名

蛋白质分离器

外文名

Protein skimmer

用途

分离蛋白质

属性

仪器设备

意义

在很多时候，我们常常需要分离出蛋白质。例如：在海水鱼缸中，存在着很多高份子有机物，它们来自分解后的鱼类中的排泄物、残渣剩食等。对一些粗生的鱼类来说，一般它们并不会造成伤害。但对一些敏感的鱼类和软体生物来说，它们便会构成威胁。因此，我们只好使用蛋白分离器来除去这些高份子有机物。

原理

蛋白质分离器的工作原理很简单，但能很有效的利用气泡的表面张力来分离水中的蛋白质，目前的蛋白质分离器有三种：逆流式、压力式和气举式（已基本淘汰）。理论上蛋白质分离器能分离水中80%的蛋白质，但她的实际工作能力只能分离水中30——50%的蛋白质废物，能达到50%已经是很不错了。

蛋分器

蛋白质分离器的接触表面，类似于空气和水之间的表面。举例来说，水族箱的水表面所形成的接触表面，有一定的表面张力，所以纤维素、蛋白素和食物残渣必然会在此堆积。事实上，如果扩大表面区域，例如产生气泡（制造泡沫），则会有更多的纤维素、蛋白素和食物残渣在表面自然地形成。泡沫的粘度将随着表面的增强和扩大，以及气泡的逐渐消失而改变。因此，蛋白质分离器的有效性就在于扩大气体和液体之间的表面区域以及其特定的表面张力。然而，所产生的泡沫与水族箱中水循环的排放是分离的，这也就是为何泡沫可直接由水族箱中清除废物的方法。

优缺点蛋分器的优点：

1、它不是过滤器，而是一台简单的机器；

2、它能在有机物分解成有毒废物前将她分离，减轻了生化系统的负担；

3、增加水中的溶氧量。

蛋分器的缺点：

1、会氧化水中的微量元素，如铁、钼、锰等重要的微量元素；

2、会造成盐分的丧失；

3、海水被雾化后会无孔不入，且腐蚀性很强；

4、在增氧的同时会排出CO2——珊瑚必须的。

注意事项

虽然蛋白质分离器有许多优点，但它最多只能清除水循环中80%的有机新陈代谢产物。为了达到更佳的效果，蛋白质分离器必须同时配合使用臭氧机。

水中也含有一些蛋白质分离器所不能分解的物质，包括血浆蛋白之类的蛋白质，以及氨基酸中蛋白素的某些成分。通常蛋白质分离器只能清除30%到50%的物质。若要蛋白质分离器愈活跃，它所需要的动力就愈多。

有了动力的输入及表面的扩大，除了蛋白素的结合之外，还可产生其他的作用。首先，一个非常有利的因素，就是大量的氧气会注入水中，这些氧气可以促进细菌分解残渣。但是，这项作用也会除去水族箱中的二氧化碳，也会因为碳酸盐硬度下降，并使得pH值升高。由于不同气体，也就是二氧化碳和氧气的密集交换，使得反应接触点部分的氧气含量极高，因而导致铁、钼和锰之类的主要微量元素在水面之外被氧化掉。

此外，对于单细胞虫黄藻的影响也十分重大，其用来保存微量元素的凝胶，会因为这种反应而解体。而蛋白质分离器所排放的净水充满了丰富的氧气，只含有少量的二氧化碳、微量元素和维生素，所以在使用蛋白质分离器，必须适当地添加这些物质。然而，这也可能会产生特殊的困难，尤其当蛋白质分离器必须额外地依靠臭氧来工作时，则上述反应都会更加增强。

蛋白质分离器并不是过滤器，它只能减轻任何现有过滤器的工作。

分离纯化

蛋白质的分离纯化

(一)根据配体特异性的分离方法－亲和色谱法

亲和层析法(aflinity chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法，它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来，而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand)的分子能特异而非共价地结合。其基本原理：蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在，每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质，因此蛋白质的分离(Separation)，提纯(Purification)和鉴定(Characterization)是生物化学中的重要的一部分，至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来，因此往往采取几种方法联合使用。

(二)根据蛋白质分子大小的差别的分离方法

1、透析与超滤

透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。

超滤法是利用高压力或离心力，强使水和其他小的溶质分子通过半透膜，而蛋白质留在膜上，可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。

2、凝胶过滤法

也称分子排阻层析或分子筛层析，这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝胶(Sephadex ged)和琼脂糖凝胶(agaro gel)。

(三)根据蛋白质带电性质进行分离

蛋白质在不同pH环境中带电性质和电荷数量不同，可将其分开。

1、电泳法

各种蛋白质在同一pH条件下，因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。值得重视的是等电聚焦电泳，这是利用一种两性电解质作为载体，电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的pH梯度，当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时，到达各自等电点的pH位置就停止，此法可用于分析和制备各种蛋白质。

2、离子交换层析法

离子交换剂有阳离子交换剂(如：羧甲基纤维素；CM-纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素；DEAE?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素)，当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时，带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上，随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。

(四)根据蛋白质溶解度不同的分离方法

1、蛋白质的盐析

中性盐对蛋白质的溶解度有显着影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析，将大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子(如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力，可夺取蛋白质分子的水化层，使之“失水”，于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析所需的盐浓度也不一样，因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。

影响盐析的因素有：

(1)温度：除对温度敏感的蛋白质在低温(4度)操作外，一般可在室温中进行。一般温度低蛋白质溶介度降低。但有的蛋白质(如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白)在较高的温度(25度)比0度时溶解度低，更容易盐析。

(2)pH值：大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。

(3)蛋白质浓度：蛋白质浓度高时，欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来(共沉现象)。因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释，使蛋白质含量在2.5-3.0%。

蛋白质盐析常用的中性盐，主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。 其中应用最多的硫酸铵，它的优点是温度系数小而溶解度大(25度时饱和溶液为4.1M，即767克/升；0度时饱和溶解度为3.9M，即676克/升)，在这一溶解度范围内，许多蛋白质和酶都可以盐析出来；另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好，不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间，当用其他pH值进行盐析时，需用硫酸或氨水调节。

蛋白质在用盐析沉淀分离后，需要将蛋白质中的盐除去，常用的办法是透析，即把蛋白质溶液装入秀析袋内(常用的是玻璃纸)，用缓冲液进行透析，并不断的更换缓冲液，因透析所需时间较长，所以最好在低温中进行。此外也可用葡萄糖凝胶G-25或G-50过柱的办法除盐，所用的时间就比较短。

2、等电点沉淀法

蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小，因而溶解度也最小，各种蛋白质的等电点有差别，可利用调节溶液的pH达到某一蛋白质的等电点使之沉淀，但此法很少单独使用，可与盐析法结合用。

3、低温有机溶剂沉淀法

用与水可混溶的有机溶剂，甲醇，乙醇或丙酮，可使多数蛋白质溶解度降低并析出，此法分辨力比盐析高，但蛋白质较易变性，应在低温下进行。

参考资料