硫酸塩沈殿とは何ですか？

硫酸塩の沈殿は、特定の溶液に硫酸塩を加えることで沈殿反応が起こると発生します。 これらの沈殿反応のほとんどは、溶液からタンパク質を抽出することに関係しています。 硫酸塩沈殿では、2つの主要な方法が使用されます。1つは「塩析」と呼ばれ、タンパク質を沈殿させるために過剰量の塩を溶液に加える必要があります。 もう1つは、濃度を下げた冷塩溶液を使用し、その後徐々に温めてタンパク質を結晶化します。

化学反応にはさまざまな形があります。 化学反応の一例は溶解であり、砂糖がコーヒーに加えられるときに一般的に経験されます。 沈殿はこれとは逆であると考えることができ、固体は溶液から形成され、溶液中に「沈殿」します。 これは、2つの異なる可溶性溶液を容器内で組み合わせて、不溶性の物質を作成する場合に発生します。 化学反応で物質が失われることはなく、むしろ反応性の高い化学物質が反応性の低い化学物質を置き換え、その反応の副産物として固体を残します。

硫酸塩の沈殿を正しく理解するには、溶解反応中に原子レベルで実際に何が起こるかを理解する必要があります。 砂糖が水に加えられると、糖分子は水の分子と結合しますが、その分子は常に有限です。 最終的に、人が水に砂糖を追加し続けると、溶液は完全に飽和します。つまり、糖分子と結合して溶解させる水分子は残っていません。 これは、このポイントの後に追加された砂糖は溶解せず、単にカップの底に収まることを意味します。

硫酸塩沈殿の間、本質的に同じことが起こりますが、水分子との位置を争う硫酸塩のほかに別の化合物があります。 反応性の高い材料は、反応性の低いものによって形成された結合を置き換えることができます。 これは、タンパク質が抽出されるときに一般に硫酸アンモニウムである塩が溶液中でタンパク質の位置を占め、タンパク質がカップの底で砂糖のように凝固することを意味します。 タンパク質はすでに水に溶けていたため、何も形成されず、固体として容器に沈殿します。

この方法でタンパク質を抽出する最も簡単な方法は「塩析」と呼ばれます。これは、過剰量の塩を溶液に加えてタンパク質を固化させるという点で、上記の反応と本質的に同じです。 硫酸塩沈殿の2番目の方法も使用されます。この方法では、濃硫酸アンモニウム溶液を使用してタンパク質を抽出し、その後、硫酸アンモニウムの冷溶液を加えて、高濃度でより溶けやすいタンパク質を分離します。 冷たい溶液の濃度は徐々に低下し、溶液全体がゆっくり温められてタンパク質が結晶化します。