Eine Sulfatfällung tritt auf, wenn eine Fällungsreaktion durch Zugabe eines Sulfatsalzes zu einer bestimmten Lösung ausgelöst wird. Die meisten dieser Fällungsreaktionen betreffen die Extraktion von Proteinen aus einer Lösung. Bei der Sulfatfällung werden zwei Hauptmethoden verwendet, von denen eine als „Aussalzen“ bezeichnet wird und die Zugabe einer übermäßigen Salzmenge zu einer Lösung erfordert, damit das Protein ausfällt. Der andere verwendet kalte Salzlösungen mit abnehmender Konzentration, gefolgt von einer allmählichen Erwärmung, um die Proteine zur Kristallisation zu bringen.
Chemische Reaktionen nehmen viele verschiedene Formen an. Ein Beispiel für eine chemische Reaktion ist das Auflösen, das häufig auftritt, wenn Zucker zu Kaffee hinzugefügt wird. Das Gegenteil kann man sich bei der Fällung vorstellen, bei der sich aus einer Lösung Feststoffe bilden und in die Lösung „ausfallen“. Dies tritt auf, wenn zwei verschiedene lösliche Lösungen in einem Behälter kombiniert werden, um eine Substanz zu erzeugen, die nicht löslich ist. Bei einer chemischen Reaktion geht keine Substanz verloren, vielmehr verdrängt eine reaktivere Chemikalie eine weniger reaktive und hinterlässt einen Feststoff als Nebenprodukt dieser Reaktion.
Um die Sulfatfällung richtig zu verstehen, ist es notwendig zu verstehen, was während der Auflösungsreaktion auf atomarer Ebene tatsächlich passiert. Bei der Zugabe von Zucker zu Wasser verbinden sich die Zuckermoleküle mit den Wassermolekülen, von denen es immer eine endliche Anzahl gibt. Wenn eine Person dem Wasser schließlich weiterhin Zucker hinzufügen würde, wäre die Lösung vollständig gesättigt, was bedeutet, dass keine Wassermoleküle mehr übrig waren, die sich mit den Zuckermolekülen verbinden und sie auflösen könnten. Dies bedeutet, dass sich nach diesem Zeitpunkt hinzugefügter Zucker nicht auflöst und einfach auf dem Boden der Tasse sitzt.
Bei der Sulfatfällung geschieht im Wesentlichen das Gleiche, außer dass neben dem Sulfatsalz noch eine weitere Verbindung mit den Wassermolekülen um die Position ringt. Reaktivere Materialien können Bindungen verdrängen, die von weniger reaktiven gebildet wurden. Dies bedeutet, dass das Salz, das bei der Extraktion von Proteinen in der Regel Ammoniumsulfat ist, den Platz des Proteins in der Lösung einnimmt und das Protein wie Zucker im Boden einer Tasse fest wird. Da das Protein bereits im Wasser gelöst war, scheint es sich aus dem Nichts zu bilden und fällt als Feststoff in den Behälter.
Die einfachste Methode, um Proteine auf diese Weise zu extrahieren, wird als „Aussalzen“ bezeichnet. Dies ist im Wesentlichen die gleiche wie die oben beschriebene Reaktion, da einer Lösung übermäßige Salzmengen zugesetzt werden, um die Verfestigung des Proteins zu bewirken. Ein zweites Verfahren der Sulfatfällung wird ebenfalls verwendet, wobei die Proteine unter Verwendung einer konzentrierten Ammoniumsulfatlösung extrahiert werden und dann kalte Ammoniumsulfatlösungen zugegeben werden, um die Proteine zu isolieren, die bei höheren Konzentrationen schwer löslich sind. Die Konzentration der kalten Lösungen nimmt allmählich ab und die gesamte Lösung wird langsam erwärmt, um die Proteine zu kristallisieren.