南农生物分离工程生物分离

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1、IonexchangechromatographyR+A-+B-R+B-+A-原理是依据物质所带阴阳离子的不同。电荷不同的物质，对管柱上的离子交换剂有不同的亲和力，改变冲洗液的离子强度和pH值，物质就能依次从层析柱中分离出来沸石软化硬水1935合成酚醛系磺酸型离交树脂60年代大孔型树脂离交纤维素离子交换剂的结构组成是一种含有多元酸或多元碱为功能基团的多孔网状立体结构的固相物单元结构：多孔网状立体结构的骨架不可移动部分功能基团可移动部分离子交换剂的分类无机物——沸石、磷酸钙凝胶1)骨架组成疏水性骨架——树脂类有机物多糖类亲水性骨架有机聚合物树

2、脂类（苯乙烯类、酚醛类等）多糖类（葡聚糖、琼脂糖、纤维素等）有机聚合物（聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）微孔型（凝胶型）2)骨架结构大孔型均孔型酸性基团—阳离子（强、弱）3)功能基团碱性基团—阴离子（强、弱）两性离子交换层析法离子交换过程离子交换：R—A++B+=R—B++A+洗脱：R—B++C+=R—C++B+再生：R—C++A+=R—A++C+离子交换树脂的优点是：流速快，对小分子物质的交换容量大，因而适合用于氨基酸、核苷酸等小分子生化物质的分离纯化。树脂类型阳离子交换树脂:含酸性活性基团的树脂。强酸型：R—SO3HpH0-14不受酸度限制交换

3、洗脱弱酸型：R—COOHpH>4R—OHpH>9.5选择性好,可分离各种有机碱及氨基酸强碱型：R—N(CH3)3ClpH0-14弱碱型：R—NH2，R—NHCH3pH0-7R—N(CH3)2pH<9.5交换洗脱水化作用阴离子交换树脂:含碱性活性基团的树脂724弱酸型PH56789交换容量（meq/g)0.82.58.09.09.0两性树脂热再生树脂脱盐20-25℃再生70-80℃RCOOH+R'NR2"+NaCl=RCOONa+R'NR2"HCl螯合树脂：含有特殊的螯合活性基团蛋白质通常以离子键吸附，因此要洗脱蛋白质时，必须提高盐浓度以破坏

4、之，大多使用NaCl；蛋白质吸附在担体上的强弱程度，会影响洗脱所需使用的盐浓度，结合越紧的分子，要使用越高的盐浓度。也可以改变洗脱缓冲液的pH，使得蛋白质的电荷改变而洗脱出来，一般多使用前者。所使用缓冲液的pH不要离目标蛋白质的pI太远，否则目标蛋白质带了太强的净电荷，会很强地吸附在离子交换介质上，就必须使用较为剧烈的洗脱条件，可能对蛋白质有所伤害。阳离子交换分离（0.1mol·L-1HCl为淋洗液）0100200300400V洗(mL)cLi+Na+K+(2mol·L-1HCl)K+亲和力大的先被交换上去,后被洗脱下来.离子交换树脂的命名

5、微孔（普通）型离子交换树脂ABC×M大孔离子交换树脂DABC其中：A——分类代号B——骨架代号C——产品顺序号M——交联度强酸001-100弱酸101-200强碱201-300弱碱301-400中强酸401-500交联度=交联剂/（单体+交联剂）×100%国内外离子交换树脂相应牌号对照724=101×4弱酸717=201×7强碱732=001×7强酸711=201×4HD42=001AmberliteIR系列Zerolit系列神胶系列离子交换树脂的制备一般制备过程骨架的合成：加聚法或缩聚法+交联功能基团的引入：化学反应偶联引入功能基团；单体

6、本身含有功能基团离子交换过程R-B++A+=R-A++B+1.溶液→树脂表面“膜扩散”限制2.树脂表面→交换中心“粒子扩散”限制(蛋白质大分子）3.A+、B+交换快4.5.逆过程影响因素粒度↑交换速度↓搅拌速度↑交换速度↑3.交联度↑↓4.离子半径、离子价↑↓5.温度↑↑6.离子浓度↑↑离子交换动力学原来树脂上离子2，通入离子1取代“交换带”逐渐变窄，离子逐渐分层“漏出点”B影响因素：吸附力A1浓度大交换带宽柱床流速＞交换速度交换带宽离子交换树脂的性能要求交换容量大2.选择性好化学性质稳定4.化学动力学性能好物理性能好影响因素功能基团的数目

7、、种类交联度骨架、平衡离子主要理化常数测定含水量g/g干树脂烘干法交联度↑含水量↓活性基团亲水性、数量↑膨胀度K膨胀功能基团亲水性、数量↑，↑活性离子价↑，↓同价离子，半径↑，↓骨架结构影响湿真密度R=树脂湿重/排出同体积水重功能基团↑，↑湿视比重=树脂湿重/外观容积0.6-0.85g/ml交换容量是表征交换剂离子交换能力的主要参数。(exchangecapacity)mmol/g干树脂；mmol/ml湿树脂与功能基团、pH有关交换容量的测定对于阳离子交换剂：用HCl将其处理成氢型，称重并测定其含水量；称数克交换剂，加入到过量已知浓度的Na

8、OH溶液，发生交换反应，待反应达到平衡后(强酸性的需要静置24h，弱酸性的需静置数日)，测定剩余的NaOH摩尔数，就可求得阳离子交换剂的交换容量。对于阴离子交换剂：将阴离子交换剂