非線性蛋白質(zhì)的靜電吸附平衡熱力學(xué)模型課件

非線性蛋白質(zhì)的靜電吸附平衡熱力學(xué)模型12/22/20221點(diǎn)擊此處添加幻燈節(jié)標(biāo)題第一節(jié)12/22/20222簡(jiǎn)介帶電溶質(zhì)與離子配位體之間相互作用的液相色譜法被稱為離子交換色譜法，離子交換層析被廣泛用于蛋白質(zhì)的分析和純化吸附平衡是設(shè)計(jì)和優(yōu)化色譜吸附劑的基礎(chǔ)。到現(xiàn)在為止已經(jīng)提出了很多蛋白質(zhì)離子交換吸附的平衡模型，比如Langmuir模型、計(jì)量置換模型、非理想表面溶液（NISS）模型、空間質(zhì)量作用（SMA）模型和和SMA-NISS模型12/22/20223簡(jiǎn)介人們提出了多種現(xiàn)實(shí)的機(jī)械吸附平衡模型，這些模型都是采用了靜電相互作用的非化學(xué)計(jì)量性質(zhì)。然而他們忽略了蛋白質(zhì)分子間的相互作用，并分別只適用與低濃度蛋白的線性吸附過(guò)程這篇文章建立了統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)（ST）模型用于離子交換非線性多組分蛋白吸附平衡。該模型基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)理論，考慮到吸附蛋白質(zhì)分子之間的相互作用。12/22/20225原理基本假設(shè)：1吸附相是由抗衡離子、共離子、溶劑分子和被吸附蛋白分子組成2所有的分子均勻地分布在吸附相中3蛋白質(zhì)分子和吸附表面簡(jiǎn)單相互作用勢(shì)與所在吸附相的位置、蛋白質(zhì)吸附量無(wú)關(guān)4在吸附相的所有分子進(jìn)行對(duì)等短程相互作用5由于蛋白質(zhì)溶液的主體區(qū)濃度較低，所以被認(rèn)為是理想溶液6蛋白質(zhì)分子被看作是球體

7基質(zhì)材料孔隙的中吸附相離子交換劑具有相同的體積12/22/20226原理吸附相中第i個(gè)蛋白質(zhì)的化學(xué)勢(shì)（μis）包括兩部分：吸附相中蛋白質(zhì)分子間的相互作用μis’和蛋白質(zhì)和吸附界面之間的相互作用力εis

吸附相吸附相中蛋白質(zhì)分子間的相互作用μis’

公式1與公式1012/22/20227原理qj表示吸附相中真實(shí)的蛋白質(zhì)濃度（按吸附相體積算），吸附量Qj（按孔隙中吸附劑體積算）

公式13簡(jiǎn)化溶液中蛋白質(zhì)i的化學(xué)勢(shì)當(dāng)吸附平衡時(shí)12/22/20228試驗(yàn)結(jié)果三個(gè)不同緩沖液的六種不同的pH值條件下測(cè)定了BSA的吸附等溫線通過(guò)微軟Excel2000中的求解工具進(jìn)行ST模型擬合，由此得到模型參數(shù)α1和k1112/22/202210試驗(yàn)結(jié)果液相條件對(duì)K11的影響K11是描述吸附蛋白質(zhì)分子間的相互作用的參數(shù)1.隨著pH值的降低，BSA所帶負(fù)電荷減少，吸附的BSA分子之間的靜電斥力減弱。2.隨著離子強(qiáng)度增強(qiáng)，同離子的屏蔽效應(yīng)也加強(qiáng)了，導(dǎo)致吸附牛血清白蛋白分子間的靜電斥力減弱12/22/202212總結(jié)本文建立了一個(gè)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)模型（ST型），該模型用于解決離子交換吸附劑吸附非線性多組分蛋白質(zhì)問(wèn)題。該模型考慮了吸附相中蛋白質(zhì)與吸附劑的相互作用和蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用，并遵循了蛋白質(zhì)靜電吸附的非化學(xué)計(jì)量性質(zhì)通過(guò)靜電和熱力學(xué)理論研究了緩沖劑類型、pH和離子強(qiáng)度對(duì)蛋白吸附親和力和吸附蛋白質(zhì)分子間的相互作用的影響對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，該模型的參數(shù)必須通過(guò)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)得到。還需找到預(yù)測(cè)模型參數(shù)的有效方法。該模型需要通過(guò)考慮其他分子間的相互作用來(lái)得到進(jìn)一步改進(jìn)，如疏水作用和范德華力作用運(yùn)用該模型公式將幫助找到蛋白質(zhì)