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Verfahren zur Herstellung einheitlicher Sole von Eiweißkörpern bestimmter
Wasserstoffionenkonzentration. Es ist allgemein bekannt, daß die Gewinnung einzelner
Fraktionen aus Eiweißkörpern, wie Blutseren, Gelatine oder Leim, die frei von nicht
gebundenen Elektrolyten sind, mittels der Elektrodialyse nur mit Hilfe solcher Diaphragmenkombinationen
möglich ist, bei denen das positive Diaphragma eine so starke positive Ladung besitzt,
daß alle Säureanteile, und das negative Diaphragma eine genügend starke negative
Ladung besitzt, daß alle Kationen ungehindert abwandern können. So ist beispielsweise
die Verbindung von Chromgelatine als positives, mit Pergamentpapier als negatives
Diaphragma mit Erfolg angewendet worden. Die mit diesen Diaphragmen durch Elektrodialyse
gewonnenen Erzeugnisse sind aber im allgemeinen niemals neutral gegen Lakmus, sondern
haben ihre den einzelnen Eiweißkörpern im isoelektrischen Zustande eigene charakteristische
Acidität; so hat z. B. Gelatine einen nH-Wert - 4,7. Der praktischen Verwendung
solcher Eiweißkörper sind vielfach dadurch Grenzen gesetzt, daß es nicht angängig
ist, die weitere Behandlung gerade bei der dem betreffenden Eiweißkörper charakteristischen
Wasserstoffionenkonzentration des isoelektrischen Punktes auszuführen. Man ist daher
gezwungen, nachträglich wieder Alkahen oder Säuren für die vorzunehmende weitere
Bearbeitung so lange hinzuzufügen, bis die gewünschte Wasserstoffionenkonzentration
erreicht ist. Hierdurch wird aber das Eiwei iol unnötig an Elektrolyt angereichert,
wojurch gerade eine wesentliche EiLyenschaft der elektrodialysierten Stoffe, nämlich
ihre Elektrolytfreiheit, verlorengeht Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich,
daß es bisher nicht möglich -war, einheitliche Sole vori Eiweißkörpern, wie Albuminen,
Gelatine oder Leim, von bestimmter Wasserstoffionenkonzentration herzustellen, die
keine freien, nicht an das Protein gebundenen Elektrolyte enthalten. Für Proteine
bestimmter Wasserstoffionenkonzentration, die aber frei von fremdem Elektrolyt sind,
besteht großes technisches Interesse. So sind u. a. in der photographischen Industrie
Gelatinen mit größerem Aschegehalt unerwünscht; Bedingung für die Verwendungsmöglichkeit
einer Gelatine zu photographischen Zwecken ist aber eine bestimmte Wasserstoffionenkonzentraticn.
Ähnliche Verhältnisse liegen beispielsweise bei Heilseren vor; auch hier muß ein
bestimmter pH-Wert (z. B. der des Blutes) eingehalten werden; dagegen sind fremde
Kationen und Anionen bekanntlich in der Blutbahn unerwünscht.
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Es wurde nun gefunden, daß man zu einheitlichen, wohldefinierten Verbindungen
be-Iieb igerW asserstoffionenkonzentration irgendeines Eiweißkörpers, z. B. von
Albuminen,
Globulinen, Gelatine oder Leim, gelangen kann, wenn man
das isoelektrische Proteid, «-elches auf irgendeinem an sich bekannten Wege gewonnen
werden kann, mit Elektrolytpuffergemischen bestimmter Wasser stoffionenkonzentration
versetzt und -dann unter Verwendung solcher Diaphraginen, bei denen sich während
der Elektrolyse die Wasserstoffionenkonzentration des Puffergemisches nicht ändert,
so lange elektrolysiert, bis aller überschüssige Elektrolyt entfernt ist. Auf diese
Art ist es leicht möglich, Eiweißsole einheitlicher Körper beliebiger Art aus Gemischen
der verschiedensten Proteide von jeder gewünschten Wasserstoffionenkonzentration
zu erzielen, die frei sind von jedem nichtgebundenen Elektrolyten, und bei denen
alle vorhandenen Kationen oder Anionen an die Säure- oder Basenreste der Eiweißkörper
gebunden sind. Auch an - die amplioteren Eiweißkörper gebundene unerwünschte Anio
-en oder Kationen können nach diesem Verfahren entfernt werden. Beispiel i. Herstellung
einer elektroly tfreien Gelatine von bestimmter Wasserstoffionenkonzentration. iooo
g einer Urgelatine vom pH-Wert 6,3, die vom Äscherprozeß her erhebliche Mengen von
Kalk enthält, werden zunächst % Stunde lang in 5 1 einer o,oi n Essigsäure, dann
in fünfmal gewechseltem Wasser (jedesmal 51) gewaschen. Die so behandelte Gelatine
ist nun kalkfrei, sie hinterläßtbeim Verbrennen keinerlei wägbareAscherückstände,
ist aber stark sauer (PH = q.,7) und daher für viele technische Zwecke nicht verwendbar.
Um ihr z. B. den pH-Wert 8,o zu geben, ohne wieder neue nicht gebundene Elektrolyte
hineinzubringen, muß sie nun der -folgenden Behandlung unterworfen werden: iooo
ccm einer ioprozentigen Lösung der aschefreien Gelatine vom pH-Wert 4,7 werden mit
iooo ccm eines Puffergemisches von 384 ccm 0,5 Mol. KHZPO, und 616 ccm o,2
Mol. KOH versetzt und mittels elektrischen Gleichstroms von iao Volt zwischen zwei
positiv geladenen Diaphragmen von chromierter Gelatine auf Wollstoff elektrolysiert.
Der Rlektrodenabstand beträgt 5o mm, die wirksame Elektrodenoberfläche 6oo qcm.
- Durch Vorschalten geeigneter Widerstände wird dafür gesorgt, daß die Stromdichte
nie über i 5o Amp. pro Quadratmeter steigt. In den Elektrodenräumen befindet sich
destilliertes Wasser, das während des Versuchs öfters erneuert wird. Die Beendigung
des Prozesses läßt sich durch Ansteigen der Spannung auf nahezu iao Volt (der Klemmenspannung
der benutzten Stromleitung) und einen Abfall der Stromstärke auf unter o,2 Amp.
pro Quadratmeter Elektrodenoberfläche unschwer erkennen. Der Strom wird nun ausgeschaltet,
die Gelatine aus dein Mittelraum abgezogen und weiter, wie üblich, zum Erstarren
gebracht, in Tafeln geschnitten und getrocknet. Der pH-Wert der Gelatine ist nun
8,o; freier, nicht gebundener Elektrolyt ist nicht nachzuweisen. Beispiel a.
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Herstellung einer Albuminlösung vom pH-Wert 7,o aus Serum. Das Serum
wird zunächst in an sich bekannter Weise, z. B. mit Ammoniumsulfat, von den Globulinen
befreit; dann wird durch Elektrolyse isoelektrisches -Albumin gewonnen. Die Wasserstoffionenkonzentration
ist dann z # io-'. Versetzt man diese L ösung mit einem Puffergemisch von der Wasserstoffionenkonzentration
PH - 7 (z. B. So Teile 1,1, Mol. KHZPO, zu 63 Teilen % Mol. KOH) und elektrolysiert
nun zwischen solchen Diaphragmen, zwischen. denen die reine Elektrolytlösung während
der Elektrolyse ihre Wasserstoffionenkonzentration beibehält, im vorliegenden Falle
zwischen Pergamentpapier und Chromgelatine, so ist, so bald das Mindestmaß an Leitfähigkeit
erreicht ist, der gewollte Erfolg eingetreten.