Điểm Đẳng Điện Là Gì?
Điểm đẳng điện (pI) là giá trị pH mà tại đó một phân tử — thường là axit amin, peptide hoặc protein — không mang điện tích thực. Ở mức pH này, các điện tích dương và âm cân bằng nhau, nên phân tử không di chuyển trong điện trường. pI là một đặc tính cơ bản, được ứng dụng rộng rãi trong hóa sinh, tinh sạch protein (kỹ thuật hội tụ đẳng điện) và sắc ký.
Cách Dùng Máy Tính Này
Hãy nhập hai giá trị pKa nằm hai bên dạng trung hòa của phân tử cần tính. Với một axit amin đơn giản không có nhóm bên ion hóa, đó là pKa của nhóm carboxyl (pKa1, có tính axit mạnh hơn) và pKa của nhóm amin (pKa2, có tính axit yếu hơn). Máy tính sẽ trả về giá trị pI ngay lập tức, chính là trung bình cộng của hai giá trị này.
Giải Thích Công Thức
Dạng trung hòa lưỡng cực (zwitterion) tồn tại giữa hai dạng tích điện. Giá trị pKa thấp hơn (pKa1) chi phối quá trình mất một proton từ dạng +1, còn giá trị pKa cao hơn (pKa2) chi phối quá trình mất một proton từ dạng trung hòa để tạo ra dạng −1. Mức pH mà tại đó số lượng dạng +1 và −1 bằng nhau — điểm điện tích thực bằng không — đơn giản là trung bình của chúng: $$\text{pI} = \dfrac{\text{pKa}_1 + \text{pKa}_2}{2}$$
Ví Dụ Minh Họa
Với glycine, pKa1 (COOH) ≈ 2,34 và pKa2 (NH3+) ≈ 9,60. Điểm đẳng điện là $$\text{pI} = \dfrac{2{,}34 + 9{,}60}{2} = \dfrac{11{,}94}{2} = \mathbf{5{,}97}$$ Kết quả này khớp với giá trị thực nghiệm quen thuộc của glycine.
Câu Hỏi Thường Gặp
Nên dùng hai giá trị pKa nào? Hãy chọn hai giá trị pKa nằm hai bên dạng có điện tích thực bằng không. Với những axit amin có nhóm bên ion hóa, bạn chọn hai giá trị pKa bao quanh dạng trung hòa.
Cách tính này có dùng được cho protein không? Phép lấy trung bình hai giá trị pKa đơn giản này phù hợp với các phân tử nhỏ và axit amin không có nhóm bên tích điện. Với protein hoàn chỉnh, bạn cần cộng đóng góp của tất cả các nhóm có khả năng ion hóa.
Giá trị pI cho biết điều gì? Nó cho biết mức pH mà tại đó phân tử ít tan nhất và không di chuyển trong điện trường — rất hữu ích cho việc kết tủa và kỹ thuật hội tụ đẳng điện.
