Punkt izoelektryczny (pI)
Punkt izoelektryczny (pI) to wartość pH, przy której cząsteczki amfolityczne, takie jak aminokwasy i białka, mają równą liczbę ładunków dodatnich i ujemnych, co skutkuje zerowym ładunkiem całkowitym. W tym punkcie stężenie jonów obojnaczych osiąga maksimum, natomiast form anionowych i kationowych – minimum.
Warunki wystąpienia pI
Punkt izoelektryczny może wystąpić w dwóch sytuacjach:
- W roztworze istnieją wyłącznie zwitterjony (jony obojnacze).
- W roztworze jest równa liczba anionów i kationów.
W punkcie izoelektrycznym cząsteczki charakteryzują się:
- najmniejszą rozpuszczalnością,
- najmniejszą lepkością,
- najmniejszym ciśnieniem osmotycznym.
Wyznaczanie punktu izoelektrycznego białek i peptydów
Punkt izoelektryczny białek można wyznaczyć różnymi metodami, takimi jak:
- metody polarymetryczne,
- chromatografia (ogniskowanie chromatograficzne),
- elektroforeza (ogniskowanie izoelektryczne).
Można także obliczyć pI za pomocą równania Hendersona-Hasselbacha, biorąc pod uwagę wartości pK dla grup aminowych i karboksylowych. W przypadku aminokwasów z więcej niż jedną grupą naładowaną, uwzględnia się obie wartości pK.
Znaczenie pI w elektroforezie
Wartość pI ma istotne znaczenie w elektroforezie. Białka mają dodatni ładunek poniżej pI i ujemny powyżej. Jeśli pH buforu jest wyższe od pI, białka migrują w kierunku anody. W przeciwnym razie, przy niższym pH, poruszają się w kierunku katody. Brak migracji występuje, gdy pH buforu jest równe pI.
Przykładowe zastosowanie pI w materiałach ceramicznych
Punkt izoelektryczny jest również ważny przy tworzeniu materiałów ceramicznych. Tlenki metali w wodnych zawiesinach zmieniają formę w zależności od pH. Przy pH powyżej pI dominują aniony, a poniżej – kationy. Poniżej przedstawiono wartości pI dla najczęściej stosowanych materiałów ceramicznych:
- Hematyt
- Krzemionka
- Magnetyt
- Tlenek cynku
Wartości pI mogą się różnić w zależności od czystości związku i temperatury.
