蛋白質分離器（分離蛋白質的儀器）

蛋白質分離器（分離蛋白質的儀器）

蛋白質分離器 （分離蛋白質的儀器） 次瀏覽 | 2022.10.15 13:28:42 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 蛋白質分離器分離蛋白質的儀器

是一種通過氣浮分離原理來去除水中的固體懸浮物的水處理設備。蛋分器是利用水中的氣泡表面可以吸附混雜在水中的各種顆粒狀的污垢以及可溶性的有機物的原理，采用充氧設備或旋渦泵產生大量的氣泡，將通過蛋白質分離器將海水凈化，這些氣泡全部集中在水面形成泡沫，將吸附了污物的泡沫收集在水面上的容器中，它就會化為渾濁的液體被排除。

中文名

蛋白質分離器

外文名

Protein skimmer

用途

分離蛋白質

屬性

儀器設備

意義

在很多時候，我們常常需要分離出蛋白質。例如：在海水魚缸中，存在著很多高份子有機物，它們來自分解后的魚類中的排泄物、殘渣剩食等。對一些粗生的魚類來說，一般它們并不會造成傷害。但對一些敏感的魚類和軟體生物來說，它們便會構成威脅。因此，我們只好使用蛋白分離器來除去這些高份子有機物。

原理

蛋白質分離器的工作原理很簡單，但能很有效的利用氣泡的表面張力來分離水中的蛋白質，目前的蛋白質分離器有三種：逆流式、壓力式和氣舉式（已基本淘汰）。理論上蛋白質分離器能分離水中80%的蛋白質，但她的實際工作能力只能分離水中30——50%的蛋白質廢物，能達到50%已經是很不錯了。

蛋分器

蛋白質分離器的接觸表面，類似于空氣和水之間的表面。舉例來說，水族箱的水表面所形成的接觸表面，有一定的表面張力，所以纖維素、蛋白素和食物殘渣必然會在此堆積。事實上，如果擴大表面區域，例如產生氣泡（制造泡沫），則會有更多的纖維素、蛋白素和食物殘渣在表面自然地形成。泡沫的粘度將隨著表面的增強和擴大，以及氣泡的逐漸消失而改變。因此，蛋白質分離器的有效性就在于擴大氣體和液體之間的表面區域以及其特定的表面張力。然而，所產生的泡沫與水族箱中水循環的排放是分離的，這也就是為何泡沫可直接由水族箱中清除廢物的方法。

優缺點蛋分器的優點：

1、它不是過濾器，而是一臺簡單的機器；

2、它能在有機物分解成有毒廢物前將她分離，減輕了生化系統的負擔；

3、增加水中的溶氧量。

蛋分器的缺點：

1、會氧化水中的微量元素，如鐵、鉬、錳等重要的微量元素；

2、會造成鹽分的喪失；

3、海水被霧化后會無孔不入，且腐蝕性很強；

4、在增氧的同時會排出CO2——珊瑚必須的。

注意事項

雖然蛋白質分離器有許多優點，但它最多只能清除水循環中80%的有機新陳代謝產物。為了達到更佳的效果，蛋白質分離器必須同時配合使用臭氧機。

水中也含有一些蛋白質分離器所不能分解的物質，包括血漿蛋白之類的蛋白質，以及氨基酸中蛋白素的某些成分。通常蛋白質分離器只能清除30%到50%的物質。若要蛋白質分離器愈活躍，它所需要的動力就愈多。

有了動力的輸入及表面的擴大，除了蛋白素的結合之外，還可產生其他的作用。首先，一個非常有利的因素，就是大量的氧氣會注入水中，這些氧氣可以促進細菌分解殘渣。但是，這項作用也會除去水族箱中的二氧化碳，也會因為碳酸鹽硬度下降，并使得pH值升高。由于不同氣體，也就是二氧化碳和氧氣的密集交換，使得反應接觸點部分的氧氣含量極高，因而導致鐵、鉬和錳之類的主要微量元素在水面之外被氧化掉。

此外，對于單細胞蟲黃藻的影響也十分重大，其用來保存微量元素的凝膠，會因為這種反應而解體。而蛋白質分離器所排放的凈水充滿了豐富的氧氣，只含有少量的二氧化碳、微量元素和維生素，所以在使用蛋白質分離器，必須適當地添加這些物質。然而，這也可能會產生特殊的困難，尤其當蛋白質分離器必須額外地依靠臭氧來工作時，則上述反應都會更加增強。

蛋白質分離器并不是過濾器，它只能減輕任何現有過濾器的工作。

分離純化

蛋白質的分離純化

(一)根據配體特異性的分離方法－親和色譜法

親和層析法(aflinity chromatography)是分離蛋白質的一種極為有效的方法，它經常只需經過一步處理即可使某種待提純的蛋白質從很復雜的蛋白質混合物中分離出來，而且純度很高。這種方法是根據某些蛋白質與另一種稱為配體(Ligand)的分子能特異而非共價地結合。其基本原理：蛋白質在組織或細胞中是以復雜的混合物形式存在，每種類型的細胞都含有上千種不同的蛋白質，因此蛋白質的分離(Separation)，提純(Purification)和鑒定(Characterization)是生物化學中的重要的一部分，至今還沒的單獨或一套現成的方法能移把任何一種蛋白質從復雜的混合蛋白質中提取出來，因此往往采取幾種方法聯合使用。

(二)根據蛋白質分子大小的差別的分離方法

1、透析與超濾

透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質分開。

超濾法是利用高壓力或離心力，強使水和其他小的溶質分子通過半透膜，而蛋白質留在膜上，可選擇不同孔徑的瀘膜截留不同分子量的蛋白質。

2、凝膠過濾法

也稱分子排阻層析或分子篩層析，這是根據分子大小分離蛋白質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膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agaro gel)。

(三)根據蛋白質帶電性質進行分離

蛋白質在不同pH環境中帶電性質和電荷數量不同，可將其分開。

1、電泳法

各種蛋白質在同一pH條件下，因分子量和電荷數量不同而在電場中的遷移率不同而得以分開。值得重視的是等電聚焦電泳，這是利用一種兩性電解質作為載體，電泳時兩性電解質形成一個由正極到負極逐漸增加的pH梯度，當帶一定電荷的蛋白質在其中泳動時，到達各自等電點的pH位置就停止，此法可用于分析和制備各種蛋白質。

2、離子交換層析法

離子交換劑有陽離子交換劑(如：羧甲基纖維素；CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙氨基乙基纖維素；DEAE?FONT FACE="宋體" LANG="ZH-CN">纖維素)，當被分離的蛋白質溶液流經離子交換層析柱時，帶有與離子交換劑相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上，隨后用改變pH或離子強度辦法將吸附的蛋白質洗脫下來。

(四)根據蛋白質溶解度不同的分離方法

1、蛋白質的鹽析

中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高，蛋白質的溶解度增加，此稱鹽溶；當鹽濃度繼續升高時，蛋白質的溶解度不同程度下降并先后析出，這種現象稱鹽析，將大量鹽加到蛋白質溶液中，高濃度的鹽離子(如硫酸銨的SO4和NH4)有很強的水化力，可奪取蛋白質分子的水化層，使之“失水”，于是蛋白質膠粒凝結并沉淀析出。鹽析時若溶液pH在蛋白質等電點則效果更好。由于各種蛋白質分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質分段沉淀。

影響鹽析的因素有：

(1)溫度：除對溫度敏感的蛋白質在低溫(4度)操作外，一般可在室溫中進行。一般溫度低蛋白質溶介度降低。但有的蛋白質(如血紅蛋白、肌紅蛋白、清蛋白)在較高的溫度(25度)比0度時溶解度低，更容易鹽析。

(2)pH值：大多數蛋白質在等電點時在濃鹽溶液中的溶介度最低。

(3)蛋白質濃度：蛋白質濃度高時，欲分離的蛋白質常常夾雜著其他蛋白質地一起沉淀出來(共沉現象)。因此在鹽析前血清要加等量生理鹽水稀釋，使蛋白質含量在2.5-3.0%。

蛋白質鹽析常用的中性鹽，主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。 其中應用最多的硫酸銨，它的優點是溫度系數小而溶解度大(25度時飽和溶液為4.1M，即767克/升；0度時飽和溶解度為3.9M，即676克/升)，在這一溶解度范圍內，許多蛋白質和酶都可以鹽析出來；另外硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好，不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的pH常在4.5-5.5之間，當用其他pH值進行鹽析時，需用硫酸或氨水調節。

蛋白質在用鹽析沉淀分離后，需要將蛋白質中的鹽除去，常用的辦法是透析，即把蛋白質溶液裝入秀析袋內(常用的是玻璃紙)，用緩沖液進行透析，并不斷的更換緩沖液，因透析所需時間較長，所以最好在低溫中進行。此外也可用葡萄糖凝膠G-25或G-50過柱的辦法除鹽，所用的時間就比較短。

2、等電點沉淀法

蛋白質在靜電狀態時顆粒之間的靜電斥力最小，因而溶解度也最小，各種蛋白質的等電點有差別，可利用調節溶液的pH達到某一蛋白質的等電點使之沉淀，但此法很少單獨使用，可與鹽析法結合用。

3、低溫有機溶劑沉淀法

用與水可混溶的有機溶劑，甲醇，乙醇或丙酮，可使多數蛋白質溶解度降低并析出，此法分辨力比鹽析高，但蛋白質較易變性，應在低溫下進行。

參考資料