【解读用重金属盐沉淀蛋白质遇到的几个问题】 重金属盐沉淀蛋白质
时间：2019-02-07 03:23:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文章编号:1005-6629(2009)08-0103-02中图分类号:G633.8文献标识码:B 大家知道,用CuSO4、Pb(Ac)2、AgNO3、HgCl2等重金属盐的溶液作沉淀剂去沉淀蛋白质,可使蛋白质变性,这是中学化学讲有机化学时最简单的试管实验,可以说几乎不存在有实验不成功的记录,还有什么问题可以值得去研究?去解读的呢?笔者认为,即使是没有失败的记录,也不能说这种实验就不存在有值得研究的问题。例如,以CuSO4、Pb(Ac)2作沉淀剂为例:
①过去高校的有机化学实验用书,几乎是统一一致的是用饱和CuSO4溶液作沉淀剂(CuSO4在15 ℃时的质量分数是18.7 %),中学化学教材要求用“10 % CuSO4溶液”,中学化学教学参考书(人教版)又要求“硫酸铜溶液的浓度要在3 %以上”。于是,什么浓度的CuSO4溶液是沉淀蛋白质的适宜浓度呢?
②对于蛋白质溶液,似乎都没有提到浓度的要求,大都说“蛋白质溶液”,“鸡蛋清”,“鸡蛋白的水溶液”等。如果蛋白质溶液的浓度没有一个范围,那限定CuSO4溶液浓度的要求也就没有多大的意义。
③都说“重金属盐沉淀蛋白质的作用是不可逆的”,那为什么蛋白质跟铜盐或铅盐生成的沉淀,不仅能溶解在过量的沉淀剂中,而且更容易溶解在FeCl3、AlCl3的溶液中?
笔者认为,大多数教师,又特别是年轻教师,很可能一时还很难顾及到这些实验的微末之处。末代硕儒梁漱溟先生(1893～1988)曾说“始于微细,末于光大”。我相信,我们在实验的这些微细末节之处多做些努力,一定会光大我们的化学课堂,使我们教师在教学中能获得更多的自由。
对于用重金属盐学堂蛋白质的(变性)实验,笔者通过实验获得了以下的经验,可供你教学时参考。
首先,重金属盐沉淀蛋白质(变性)实验,具有很高灵敏度。即重金属盐的浓度很小时就能沉淀蛋白质,与蛋白质形成不溶于水的类似盐的化合物。因此无论是蛋白质溶液,还是沉淀剂的浓度,都宜稀不宜浓。
鸡蛋白溶液:任取一个鸡蛋,破壳,把蛋清放入500 mL或1000 mL烧杯中,用水稀释成500 mL或1000 mL都行。蛋清溶液的质量分数约是4 %或2 %。
沉淀剂CuSO4溶液:室温下取10 mL饱和CuSO4溶液,用水稀释成100 mL,质量分数约是1 %～1.6 %。
实验时,在试管中注入10 mL鸡蛋白的稀溶液,逐滴加入CuSO4稀溶液,观察因鸡蛋白变性显白色浑浊,即使滴入10 mL CuSO4稀溶液,也可以避免见到有沉淀溶解的现象发生。
下面的实验,读者也可以去试一试:把1 mL～2 mL从鸡蛋里取出的蛋清放进试管里,用水只稀释5～10倍,当逐滴加入硫酸铜的浓溶液时(不必饱和),你会发现这样的现象:生成白色沉淀的现象非常明显,但是当滴入过量硫酸铜溶液时,沉淀会逐渐溶解使溶液变的澄清。可见在教学演示时,教师务必要心中有数,CuSO4溶液的浓度不宜太大,用量不宜太多。否则学生要问:蛋白质变性具有不可逆性,沉淀剂为什么会使变了性的蛋白质又重新溶解呢?这无疑会把教师置于非常尴尬的窘境。
如前所述,如果用笔者所提供的两种稀溶液当试剂进行实验,就不会有上述的尴尬窘境的情况发生。
其次,一般说来,重金属盐沉淀蛋白质的变性作用是不可逆的,但是某些沉淀剂,特别是蛋白质跟铜盐,或者跟铅盐生成的沉淀,能溶解在过量的沉淀剂中。这是由于吸附在沉淀粒子上的Cu2+使沉淀解胶作用所致。特别是向这种沉淀中加入高电荷的离子―FeCl3、AlCl3等,对沉淀的溶解作用会更加明显。
试管里注入几毫升鸡蛋白的溶液,滴加几滴CuSO4浓溶液后,把生成的沉淀分放在三个试管中:第一个试管,继续滴入较浓的CuSO4溶液,第二个试管,滴入FeCl3溶液,第三个试管, 滴入AlCl3[或Al2(SO3)]溶液,观察已经处于变性状态的蛋白质,会迅速溶解在Cu2+、Fe3+、Al3+的溶液中。有趣的是,将这种溶液用水稀释,沉淀又会重新析出,使溶液又复变得白色浑浊。
Cu2+、Pb2+、Fe3+、Al3+对沉淀(变性蛋白质)的解胶作用,一种极为普遍的解释是:加入过量的沉淀剂离子被吸附在沉淀上,使沉淀解胶的结果,电荷较高的离子,具有比电荷较低的离子会有更大的解胶作用。笔者认为,对于变性蛋白质溶解在过量沉淀剂的解胶作用,对高中学生是较难(没有必要)理解的,所以在进行这个实验的时候,不宜用浓的CuSO4溶液,更不能用饱和CuSO4溶液。为避免加入过量沉淀剂的最好的方法,莫过在很稀的鸡蛋白的溶液中加入CuSO4的稀溶液。
行文至此,笔者似乎更加明白了一个道理:即使是最最传统的经典实验,我们也不可以轻信它的“完美”。我们都有必要通过实践去去粗取精,去伪存真地去再实践,再认识,从别人司空见惯的细微末节处去找到疑问。因为前人的实践和认识总还有不够完善,不够周全的地方,从而给我留下了创新的空间。用稀淡的CuSO4、Pb(Ac)2溶液,去沉淀稀淡的蛋白质溶液的实验改进和实验解读,确实给了我们这种有益的启迪。
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