在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时的溶液pH称该氨基酸的等电点。
氨基酸是两性电解质,在碱性溶液中表现出带负电荷,在酸性溶液中表现出带正电荷,在某一定pH溶液中,氨基酸所带的正电荷和负电荷相等。
氨基酸的等电点主要用于测定氨基酸的含量:
水溶液中的氨基酸为兼性离子,因而不能直接用碱滴定氨基酸的羧基,甲醛可与氨基酸上的—N+H3结合,形成—NH—CH2OH、—N(CH2—OH)2 等羟甲基衍生物,使N+H3上的H+游离出来,这样就可以用碱滴定N+H3放出H+,测出氨基氮,从而计算氨基酸的含量。
若样品中只含有单一的已知氨基酸,则可由此法滴定的结果算出氨基酸的含量,若样品中含有多种氨基酸(如蛋白质水解液),测不能由此法算出氨基酸的含量。
脯氨酸与甲醛作用后,生成的化合物不稳定,导致滴定后结果偏低;酪氨酸含酚基结构,导致滴定结果偏高。
等电点:指氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的pH。等电点与离子浓度无关,只决定于等电兼性离子两侧的pKa值;等电点的计算
氨基酸在等电点状态下,溶解度最小
不同pH时的电泳行为
pH>pl时,带负电荷,向正极移动
pH=pl时,净电荷为零
pH<pl时,带正电荷,向负极移动
氨基酸的等电点是某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,氨基酸是两性电解质,在碱性溶液中表现出带负电荷,在酸性溶液中表现出带正电荷,在某一定pH溶液中,氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的pH。
pI的计算公式:
1、对于侧链R基不解离的中性氨基酸来说,pI=1/2(pKa1+PKa2)。
2、对于有多个解离基团的氨基酸来说,只要写出它的解离公式,然后取等电兼性离子两边的pKa的平均值则得出其pI值。
注:pI值与该离子浓度基本无关,只取决于等电中性离子A0两侧的pK值。
原理
氨基酸虽然是一种两性电解质,即是酸性又是碱性,但它却不能直接用酸碱滴定来进行测量。这是因为氨基酸的酸碱滴定的等电点pH过高(12-13)或是过低(1-2)没有适合的指示剂可备选用。而向氨基酸中加入过量的甲醛,用氢氧化钠滴定时,由于甲醛可与氨基酸上的—N+H3结合,形成—NH—CH2OH、—N(CH2—OH)2等,而降低了氨基酸的碱性,相对增强了—N+H3的解离,使滴定终点移到了pH9附近,在酚酞指示剂的变色区域内,能够用酚酞作为指示剂进行滴定。