硫酸銨沉淀法純化蛋白的原理和操作及配比用表

2024年3月15日發(作者：五個成語)

硫酸銨沉淀法純化蛋白的原理和操作及

配比用表

今天作的實驗是利用硫酸銨沉淀蛋白質，從之前作過的經驗知道，這一個

步驟是有名的煩，要慢慢用敲的把硫酸銨緩緩的加入蛋白質溶液中。

相關的原理可以在莊榮輝學習網站中找到，與鹽溶剛好相反，在蛋白質溶

液中加入硫酸銨，會使得蛋白質的溶解度下降，因而沉淀出來。因為硫酸銨所

解離的離子容很大，所帶的電子數也多(NH4+, SO42-)，因此當其溶入水中時，

會吸引大量水分子與這些離子水合。

蛋白質分子表面多少有一些較不具極性的區域，水分子會在這些非極性區

的表面聚集，形成類似『水籠』的構造(請見下圖)，以便把蛋白質溶入水中。

一旦蛋白質溶液加入硫酸銨，后者吸引了大量水分子，使水籠無法有效隔離蛋

白質的非極性區，造成這些非極性區之間的吸引，因而沉淀下來。因此，分子

表面上若有越多的非極性區域，就越容易用硫酸銨沉淀下來。

在計算所添加的硫酸銨的重量方面，找到了一個不錯的網站——硫酸銨計

算機

這個網頁上可以靠著輸入實驗溫度、溶液體積、想要到達的百分濃度以及

初始的百分濃度這四個數值，就可以得到需要添加的硫酸銨克數，以及在加入

固體硫酸銨后所增加的體積，算是一個很不錯的網站。

此外另一個比較值得提的，是我有用兩種方式加入硫酸銨，第一種是固體

的硫酸銨模碎加入，另一種是將硫酸銨溶成飽和溶液再加入，各有各的優缺點，

比較如下：

1.造成蛋白質變質的程度：固體的硫酸銨>硫酸銨飽和溶液

利用硫酸銨飽和溶液真的超棒，滴入的速度可以很快而不造成變質(沒試過

用倒入的)。 不像固體的硫酸銨只能磨碎慢慢加入，速度一快蛋白質就壞了(溶

液有致密的白色氣泡產生)。

2.操作的容易度： 硫酸銨飽和溶液>>固體的硫酸銨

固體硫酸銨最大的缺點就是操作不容易，要一直敲敲敲又不能太快，所以

當你要溶解的蛋白質很多時，這是很累的步驟。然而硫酸銨飽和溶液比較麻煩

只有在配制部分，要先加熱讓它飽合后，回到操作溫度讓它過飽和，最后用濾

紙把硫酸銨結晶去掉。

3.蛋白質溶液的體積放大程度 硫酸銨飽和溶液>>固體的硫酸銨

這是使用硫酸銨飽和溶液最頭痛的部分，舉例來說，要讓100 ml的硫酸銨

百分比從0%到25%， 如果是加入固體的硫酸銨，只會讓溶液從100 ml變成

107 ml左右，但若是加入硫酸銨飽和溶液，會讓溶液變成125 ml！而且若是要

提高到50%，須加等量的硫酸銨飽和溶液，所以會讓蛋白質溶液從100 ml變成

200 ml。

因此在加入硫酸銨時，若是低百分濃度可以利用硫酸銨飽和溶液，然而如

果是高百分濃度的，除非不在意蛋白質溶液體積的放大(反正都要離心離下來)，

否則還是用固體硫酸銨來的好。

所以今天從0%拉到25%及從25%拉到50%時，都是利用硫酸銨飽和溶液，但

是當要從50%拉到75%時，我選擇利用固體硫酸銨，因為如果用硫酸銨飽和溶液，

離心機無法離那么多的溶液體積。