Câu hỏi:

Đọc thông tin dưới đây và trả lời các câu hỏi từ câu 40 đến câu 46:

Amino axit là hợp chất hữu cơ mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH₂) và nhóm cacboxyl (COOH). Vì nhóm COOH có tính axit, nhóm NH₂ có tính bazơ nên axit amin có tính chất lưỡng tính, tức là trong dung dịch có thể phân ly thành ion H⁺ và OH⁻. Các amino axit là những chất rắn ở dạng tinh thể không màu, vị hơi ngọt, có nhiệt độ nóng chảy cao (từ 200^oC đến 300^oC, đồng thời bị phân huỷ) và dễ tan trong nước vì chúng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực. Trong dung dịch, dạng ion lưỡng cực chuyển một phần thành dạng phân tử.

Trên thực tế, người ta thấy axit amin tồn tại phổ biến nhất ở 3 dạng: Dạng cation, dạng ion lưỡng cực và dạng anion. Dạng trung hoà tồn tại với lượng rất nhỏ vì nhóm NH₂ và COOH phản ứng. Ở một pH nào đó, có sự ngang bằng giữa dạng anion và dạng cation, bấy giờ amino axit tồn tại chủ yếu ở dạng lưỡng cực. pH đó được gọi là điểm đẳng điện, kí hiệu là pH_I hoặc pI.

Các amino axit có giá trị pI khác nhau, nên ở một pH xác định chúng sẽ dịch chuyển về phía anot hoặc catot với những vận tốc khác nhau, đó là sự điện di. Dựa trên cơ sở này, người ta đã xây dựng phương pháp điện di để tách các amino axit từ hỗn hợp của chúng.

Người ta thực hiện một thí nghiệm điện di trên gel để tách các axit amin ra khỏi hỗn hợp axit amin. Hỗn hợp này được hoà tan trong dung môi và sau đó được đặt ở điểm bắt đầu của gel agarose. Một dòng điện được đưa vào gel và các axit amin di chuyển những khoảng cách khác nhau tuỳ theo điện tích của chúng.

Thí nghiệm 1:

Thí nghiệm sau đây được thực hiện để xác định mức độ thay đổi pH của dung môi ảnh hưởng đến quá trình tách amino axit bằng điện di trên gel. Bảng 1 cho thấy các điểm đẳng điện của axit amin và giá trị pH của dung môi.

Bảng 1

Một tờ giấy đặc biệt dài 150mm được xử lý bằng gel agarose (Agarose là một loại polysaccharide chiết xuất từ tảo biển và có khả năng tạo gel khi được làm nguội. Khi áp dụng điện trường, các phân tử này di chuyển qua gel theo kích thước của chúng, tạo ra các dải băng khác nhau trên gel). Các điện cực được gắn ở mỗi đầu và nối với nguồn điện 100V. Hỗn hợp 150 μg amino axit đã được thêm vào dung môi 1 để tạo thành 200 μL dung dịch. Dung dịch được đặt tại điểm bắt đầu của gel và được tách trong 60 phút. Mật độ của các axit amin riêng biệt được biểu thị bằng phần trăm trên quãng đường di chuyển của chúng. Quy trình được lặp lại đối với dung môi 2 và 3. Kết quả thu được thể hiện trong hình 2:

Hình 2. Kết quả thí nghiệm 1

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm 2 được lặp lại như thí nghiệm 1 nhưng đảo ngược điện cực. Kết quả thu được trong hình 3

Trong thí nghiệm 2, khi dung môi 2 được sử dụng, phần lớn axit amin D đã di chuyển một khoảng cách từ điểm xuất phát là