Vad är sulfatutfällning?

Sulfatutfällning inträffar när en fällningsreaktion påbörjas genom tillsats av ett sulfatsalt till en viss lösning. De flesta av dessa nederbördreaktioner handlar om att extrahera proteiner från en lösning. Två huvudsakliga metoder används vid sulfatutfällning, varav den ena kallas ”saltning ut” och kräver att alltför stora mängder salt tillsätts till en lösning för att få proteinet att fälla ut. Den andra använder kalla saltlösningar med minskande koncentration följt av gradvis uppvärmning för att få proteinerna att kristallisera.

Kemiska reaktioner har många olika former. Ett exempel på en kemisk reaktion är upplösning, ofta upplevt när socker tillsätts till kaffe. Utfällning kan betraktas som motsatsen till detta, genom att fasta ämnen bildas ur en lösning och "fälls" ner i lösningen. Detta inträffar när två olika lösliga lösningar kombineras i en behållare för att skapa en substans som inte är löslig. Det går inte att förlora sig i en kemisk reaktion, utan en mer reaktiv kemisk förträngning av en mindre reaktiv reaktion och lämnar ett fast ämne som en biprodukt av den reaktionen.

För att korrekt förstå sulfatutfällningen är det nödvändigt att förstå vad som faktiskt händer på atomnivå under upplösningsreaktionen. När socker sätts till vatten binds sockermolekylerna med de vatten som de alltid har ett begränsat antal. Så småningom, om en person skulle fortsätta att lägga till socker i vatten, skulle lösningen vara helt mättad, vilket innebär att det inte fanns några vattenmolekyler kvar att binda till sockermolekylerna och få dem att upplösas. Detta innebär att allt socker som tillsätts efter denna punkt inte kommer att lösas upp och helt enkelt kommer att sitta i botten av koppen.

Under sulfatutfällning händer samma sak väsentligen, förutom att det finns en annan förening förutom sulfatsaltet som stöter för position med vattenmolekylerna. Mer reaktiva material kan förskjuta bindningar som bildas av mindre reaktiva. Detta innebär att saltet, som vanligtvis är ammoniumsulfat när proteiner extraheras, tar proteinets plats i lösningen och proteinet stelnar som socker i botten av en kopp. Eftersom proteinet redan hade lösts i vattnet tycks det bildas ur ingenting och fälls ner i behållaren som ett fast ämne.

Den enklaste metoden som används för att extrahera proteiner på detta sätt kallas ”saltning ut.” Detta är i huvudsak samma som reaktionen som beskrivs ovan, genom att alltför stora mängder salt tillsätts till en lösning för att få proteinet att stelna. En andra metod för sulfatutfällning används också, varvid proteinerna extraheras med användning av en koncentrerad ammoniumsulfatlösning, och därefter tillsättes kalla lösningar av ammoniumsulfat för att isolera proteinerna som är lösliga i mote vid högre koncentrationer. De kalla lösningarna minskar gradvis i koncentration, och hela lösningen värms långsamt för att kristallisera proteinerna.