การตกตะกอนโปรตีนเป็นวิธีที่ใช้ในการสกัดและชำระโปรตีนที่อยู่ในสารละลาย โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนโปรตีนโดยทั่วไปจะมีชิ้นส่วนที่มีประจุไฟฟ้าลบและชิ้นส่วนที่มีประจุเป็นบวกเช่นเดียวกับส่วนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ มีแนวโน้มว่าโปรตีนในการแก้ปัญหาจะรวมตัวกันเป็นก้อนและตกตะกอนเนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างส่วนที่มีประจุลบและประจุบวกของโมเลกุลและแรงดึงดูดร่วมกันของส่วนที่ไม่ชอบน้ำ การต่อต้านแนวโน้มนี้เป็นความจริงที่ว่าในสารละลายน้ำโมเลกุลของน้ำซึ่งเป็นขั้วจะมีแนวโน้มที่จะจัดเรียงตัวเองรอบ ๆ โมเลกุลโปรตีนเนื่องจากการดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่างส่วนที่มีประจุตรงข้ามของน้ำและโมเลกุลโปรตีน สิ่งนี้ส่งผลให้โมเลกุลโปรตีนถูกแยกออกจากกันและคงอยู่ในสารละลาย แต่มีวิธีการต่าง ๆ เพื่อให้ได้โปรตีน
วิธีการตกตะกอนโปรตีนที่ใช้กันมากที่สุดคือการเติมสารละลายเกลือซึ่งมักเรียกกันว่า "การล้างเกลือ" เกลือที่ใช้บ่อยที่สุดคือแอมโมเนียมซัลเฟต การทำงานร่วมกันของไอออนเกลือกับโมเลกุลของน้ำจะขจัดสิ่งกีดขวางทางน้ำระหว่างโมเลกุลโปรตีนทำให้ส่วนที่ไม่เข้ากับน้ำของโปรตีนสัมผัสกัน ส่งผลให้โมเลกุลโปรตีนรวมตัวกันและตกตะกอนออกจากสารละลาย ตามกฎทั่วไปน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีนที่สูงขึ้นความเข้มข้นของเกลือที่ต่ำกว่าที่จำเป็นในการทำให้เกิดการตกตะกอนดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะแยกส่วนผสมของโปรตีนที่แตกต่างกันในสารละลายโดยค่อยๆเพิ่มความเข้มข้นของเกลือดังนั้น โปรตีนที่แตกต่างกันจะตกตะกอนในระยะต่าง ๆ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการตกตะกอนแบบเศษส่วน
ความสามารถในการละลายของโปรตีนในตัวกลางที่เป็นน้ำสามารถลดลงได้ด้วยการแนะนำตัวทำละลายอินทรีย์ นี่เป็นผลของการลดค่าคงที่ไดอิเล็กตริกซึ่งในบริบทนี้ถือได้ว่าเป็นการวัดค่าขั้วของตัวทำละลาย การลดลงของกระแสไฟฟ้าหมายความว่ามีแนวโน้มน้อยกว่าสำหรับโมเลกุลของตัวทำละลายในการจับกลุ่มรอบโปรตีนดังนั้นจึงไม่มีสิ่งกีดขวางทางน้ำระหว่างโมเลกุลโปรตีนและแนวโน้มการตกตะกอนของโปรตีน ตัวทำละลายอินทรีย์จำนวนมากทำปฏิกิริยากับส่วนที่ไม่เข้ากับน้ำของโมเลกุลโปรตีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตามบางอย่างเช่นเอทานอลและไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (DMSO) ไม่ได้ทำ
แม้ว่าโปรตีนสามารถมีส่วนที่เป็นประจุลบและเป็นบวกในการแก้ปัญหาพวกมันจะมีประจุบวกหรือประจุลบโดยรวมที่แตกต่างกันไปตามค่า pH และแยกพวกมันออกจากกันผ่านไฟฟ้าสถิต ในสภาวะที่เป็นกรดด้วยค่าความเป็นกรดต่ำโปรตีนมีแนวโน้มที่จะมีประจุเป็นบวกโดยรวมในขณะที่ค่าความเป็นกรดสูงจะมีประจุเป็นลบ โปรตีนมีจุดกึ่งกลางที่ไม่มีประจุโดยรวม - นี่เรียกว่าจุด isoelectric และสำหรับโปรตีนส่วนใหญ่มันอยู่ในช่วง pH 4-6 จุดไอโซอิเล็กทริกสำหรับโปรตีนที่ละลายสามารถเข้าถึงได้โดยการเพิ่มกรดโดยปกติกรดไฮโดรคลอริกหรือกรดซัลฟิวริกเพื่อลดค่า pH ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมช่วยให้การจัดกลุ่มและการตกตะกอนของโมเลกุลโปรตีน ข้อเสียของวิธีนี้คือกรดมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพโปรตีน แต่มักจะใช้ในการกำจัดโปรตีนที่ไม่พึงประสงค์
วิธีการอื่น ๆ ของการตกตะกอนโปรตีนรวมถึงโพลีเมอร์ที่ไม่ใช่ไอออนิกที่ชอบน้ำและไอออนของโลหะ ก่อนหน้านี้ลดปริมาณน้ำที่มีอยู่เพื่อสร้างกำแพงกั้นระหว่างโมเลกุลโปรตีนช่วยให้พวกเขารวมตัวกันและตกตะกอน ไอออนของโลหะที่มีประจุบวกสามารถจับกับส่วนที่มีประจุลบของโมเลกุลโปรตีนลดแนวโน้มของโปรตีนที่จะดึงดูดชั้นของโมเลกุลของน้ำรอบ ๆ มันอีกครั้งทำให้โมเลกุลของโปรตีนมีปฏิสัมพันธ์กับกันและกันและทำให้ตกตะกอนออกจากสารละลาย ไอออนของโลหะมีประสิทธิภาพแม้ในสารละลายที่เจือจางมาก
