盐溶
salting-in
定义:在溶质(如蛋白质)水溶液中,加入少量的中性盐如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等,会增加溶质分子表面的电荷,增强溶质分子与水分子的作用,从而使溶质在水溶液中的溶解度增大的现象。
学科:生物化学与分子生物学 药学 化学工程
相关名词:中性盐 离子强度 盐析
图片来源:视觉中国
【延伸阅读】
盐是我们生活中常见的调味品,而在科学领域,它与蛋白质之间存在着微观层面的“博弈”,构成了“盐溶”现象的核心机制。
蛋白质表面带电基团通过静电作用吸引水分子,形成稳定的水化膜而溶于水。加入低浓度中性盐(如低于0.1mol/L)时,盐离子通过静电屏蔽削弱蛋白质分子之间的排斥力,而水化膜仍基本保持完整,因此蛋白质更易分散,溶解度提高,即盐溶。当盐浓度升高至临界浓度范围(如0.15至1.0mol/L,因离子/蛋白质而异),大量盐离子竞争性结合自由水,破坏水化膜,使蛋白质表面的疏水基团暴露,导致其相互聚集沉淀,即盐析。简言之:低盐促溶,高盐促沉。
Hofmeister序列描述了不同离子在整个盐浓度范围内对蛋白质溶解度的影响趋势。
当蛋白质带负电(pH>pI)时,阴离子盐溶能力排序为:
SCN->I->NO3->Br->Cl->CH3COO->SO42-
半径较大、电荷密度较低的阴离子(如SCN-)具有较强的盐溶能力;半径较小、电荷密度较高的阴离子(如SO42-)则更易破坏水化膜,引发盐析。
当蛋白质带正电(pH<pI)时,阳离子盐溶能力排序为:
NH4+>K+>Na+>Li+>Mg2+>Ca2+
一价阳离子的盐溶能力强于二价阳离子。
尽管盐溶现象的原理相对简单,但在实际应用中具有重要价值:乳品加工,低浓度中性盐可提高乳清蛋白溶解度,防止酪蛋白聚集沉淀。生物制药领域,在蛋白质提取与保存过程中,适量中性盐能增强其溶解性和稳定性,有利于后续纯化和长期储存。
从微观的分子世界到宏观的工业应用,盐溶现象展现了“微量改变带来显著效果”的科学魅力。
(延伸阅读作者:山东师范大学生命科学学院教授 赵蕾)
责任编辑:张鹏辉