利用硫酸銨沉澱蛋白質

今天作的實驗是利用硫酸銨沉澱蛋白質，
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，因而沈澱出來。因為硫酸銨所解離的離子容很大，所帶的電子數也多 (NH₄⁺, SO₄^2-)，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，後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，因而沈澱下來。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澱下來。

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
裡面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後所增加的體積，
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(溶液有緻密的白色氣泡產生)。

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製部分，
要先加熱讓它飽合後，
回到操作溫度讓它過飽和，
最後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，
離心機無法離那麼多的溶液體積。