分析化學(xué)中的分離技術(shù)

1、2022-2-15第八章第八章第八章第八章第八章第八章 分析化學(xué)中的分析化學(xué)中的分析化學(xué)中的分析化學(xué)中的分析化學(xué)中的分析化學(xué)中的分離技術(shù)分離技術(shù)分離技術(shù)分離技術(shù)分離技術(shù)分離技術(shù)第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 膜分離技術(shù)與膜分離技術(shù)與膜分離技術(shù)與膜分離技術(shù)與膜分離技術(shù)與膜分離技術(shù)與生物試樣分離生物試樣分離生物試樣分離生物試樣分離生物試樣分離生物試樣分離一一透析透析 超濾分離技術(shù)超濾分離技術(shù)二、超濾二、超濾三、生物大分子的色譜分三、生物大分子的色譜分離法離法2022-2-15一、一、一、一、一、一、透析透析透析透析透析透析 超濾分離技術(shù)超濾分離技術(shù)超濾分離技術(shù)超濾分離技術(shù)超濾分離技術(shù)超濾分離

2、技術(shù) 原理：原理：透析是采用半透膜作為濾膜透析是采用半透膜作為濾膜, ,使試樣中的小分子經(jīng)擴(kuò)散作用不使試樣中的小分子經(jīng)擴(kuò)散作用不斷透出膜外斷透出膜外, ,而大分子不能透過被保留，直到膜兩邊達(dá)到平衡。而大分子不能透過被保留，直到膜兩邊達(dá)到平衡。 特點：特點：半透膜兩邊均為液體，一邊為試樣溶液，另一邊為純凈溶劑（半透膜兩邊均為液體，一邊為試樣溶液，另一邊為純凈溶劑（水或緩沖溶液）?？刹粩喔鼡Q外層溶劑使擴(kuò)散不斷進(jìn)行，直至符合要求。水或緩沖溶液）。可不斷更換外層溶劑使擴(kuò)散不斷進(jìn)行，直至符合要求。 應(yīng)用：應(yīng)用：制備或提純生物大分子時，除去小分子物質(zhì)及其雜質(zhì)，脫鹽。制備或提純生物大分子時，除去小分子物質(zhì)及

3、其雜質(zhì)，脫鹽。 用于透析的半透膜應(yīng)具備的條件：用于透析的半透膜應(yīng)具備的條件： （1 1）在溶劑中能膨脹形成分子篩狀多孔薄膜，只允許小分子溶質(zhì)通過）在溶劑中能膨脹形成分子篩狀多孔薄膜，只允許小分子溶質(zhì)通過，而阻止大分子（如蛋白質(zhì)）通過；，而阻止大分子（如蛋白質(zhì)）通過； （2 2）化學(xué)惰性；）化學(xué)惰性； （3 3）在水、鹽溶液、稀酸或稀堿溶液中穩(wěn)定；）在水、鹽溶液、稀酸或稀堿溶液中穩(wěn)定； （4 4）有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的再生性能。）有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的再生性能。 2022-2-15透析的裝置與方法透析的裝置與方法透析的裝置與方法透析的裝置與方法透析的裝置與方法透析的裝置與方法 半透膜可制成管

4、狀，按需要截取一定長度，將一端封閉后，裝入需半透膜可制成管狀，按需要截取一定長度，將一端封閉后，裝入需要透析的試樣溶液后，放入盛有溶劑的透析缸中。要透析的試樣溶液后，放入盛有溶劑的透析缸中。 商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量雜質(zhì)。商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量雜質(zhì)。 預(yù)處理預(yù)處理：用：用50%50%乙醇慢慢煮沸一小時，再分別用乙醇慢慢煮沸一小時，再分別用50%50%乙醇、乙醇、0.010.01mol/Lmol/L碳酸氫納溶液、碳酸氫納溶液、0.001 0.001 mol/L EDTA mol/L EDTA 溶液依次洗滌，最后用蒸溶液依次洗滌，最后用蒸餾水洗滌三

5、次；餾水洗滌三次； 透析過程注意點：透析過程注意點： （1 1）透析前，對裝有試液的透析袋檢查是否有泄漏；）透析前，對裝有試液的透析袋檢查是否有泄漏； （2 2）透析袋裝一半左右，防止膜外溶劑因濃度差滲入將袋漲裂或過）透析袋裝一半左右，防止膜外溶劑因濃度差滲入將袋漲裂或過度膨脹使膜孔徑改變；度膨脹使膜孔徑改變； （3 3）攪拌；定期或連續(xù)更換外部溶劑可提高透析效果。）攪拌；定期或連續(xù)更換外部溶劑可提高透析效果。2022-2-15二、超濾二、超濾二、超濾二、超濾二、超濾二、超濾 超濾是指外源加壓的膜分離，其原理與過濾一樣。超濾是指外源加壓的膜分離，其原理與過濾一樣。依據(jù)所加的操作壓力和膜的平均孔

6、徑的不同，可分為三種模式：依據(jù)所加的操作壓力和膜的平均孔徑的不同，可分為三種模式： (1)(1)微孔過濾微孔過濾 操作壓力為操作壓力為0.07 0.07 MPaMPa，膜的平均孔徑為膜的平均孔徑為500500埃至埃至14 14 m m，用于分離用于分離較大顆粒；較大顆粒； (2)(2)加壓超濾加壓超濾 操作壓力為操作壓力為0.03-6 0.03-6 MPaMPa，膜的平均孔徑為膜的平均孔徑為10-10010-100埃至埃至14 14 m m，用于用于分離大分子溶質(zhì)；分離大分子溶質(zhì)； (3) (3)反滲透反滲透 操作壓力為操作壓力為30-120 30-120 MPaMPa，膜的平均孔徑為膜的平均

7、孔徑為1010埃以下埃以下，用于分離小分用于分離小分子溶質(zhì)；子溶質(zhì)；2022-2-15超濾裝置與應(yīng)用超濾裝置與應(yīng)用超濾裝置與應(yīng)用超濾裝置與應(yīng)用超濾裝置與應(yīng)用超濾裝置與應(yīng)用 超濾裝置：超濾裝置：目前應(yīng)用最廣的是采用中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置，其是目前應(yīng)用最廣的是采用中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置，其是由多根空心纖維細(xì)管成束地裝配而成。由多根空心纖維細(xì)管成束地裝配而成。 空心纖維細(xì)管橫截面的內(nèi)表層細(xì)密，向外逐漸疏松，形成各向異性空心纖維細(xì)管橫截面的內(nèi)表層細(xì)密，向外逐漸疏松，形成各向異性微孔膜管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑一般為微孔膜管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑一般為0.20.2 mmmm，有效面積約有效面積約1 1cmcm2 2，表面積與

8、體積表面積與體積的比率極大，故濾速很高。的比率極大，故濾速很高。 DC-30DC-30型中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置：三組中空纖維套筒，膜表面積型中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置：三組中空纖維套筒，膜表面積2.7 2.7 m m2 2，在在3 3個大氣壓下，濾液流量可達(dá)個大氣壓下，濾液流量可達(dá) 1 1L/minL/min。 中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置用于透析、脫鹽，在不到一小時可從溶液中用于透析、脫鹽，在不到一小時可從溶液中除去除去99%99%的水。的水。 應(yīng)用：應(yīng)用：濃縮酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖；酶的濃縮回收率可達(dá)濃縮酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖；酶的濃縮回收率可達(dá)90%90%。 特點：特點：簡單

9、、經(jīng)濟(jì)、高效、快速的分離方法。簡單、經(jīng)濟(jì)、高效、快速的分離方法。2022-2-15三、生物大分子的色譜分離法三、生物大分子的色譜分離法三、生物大分子的色譜分離法三、生物大分子的色譜分離法三、生物大分子的色譜分離法三、生物大分子的色譜分離法 生物試樣：生物試樣：酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖 生命科學(xué)的發(fā)展需要提供高純試劑；生命科學(xué)的發(fā)展需要提供高純試劑； 色譜法是目前最有效的制備級的分離方法；色譜法是目前最有效的制備級的分離方法； 基因工程中，治療用蛋白的分離純化即采用高壓制備液相色譜；基因工程中，治療用蛋白的分離純化即采用高壓制備液相色譜； 空間排阻液相色譜空間排阻液相色譜：蛋

10、白質(zhì)大小差異，通用型蛋白分離純化工具；蛋白質(zhì)大小差異，通用型蛋白分離純化工具； 親和色譜親和色譜：利用固定相配基與生物大分子之間的特殊生物親和力的：利用固定相配基與生物大分子之間的特殊生物親和力的不同實現(xiàn)分離；不同實現(xiàn)分離； 例如：將過渡金屬離子例如：將過渡金屬離子CuCu2+ 2+ 、ZnZn2+ 2+ 、NiNi2+ 2+ 等以亞胺金屬配合物的形等以亞胺金屬配合物的形式鍵合到固定相上，由于組胺酸和半胱胺酸能與這些離子形成配位鍵，式鍵合到固定相上，由于組胺酸和半胱胺酸能與這些離子形成配位鍵，形成亞胺形成亞胺- -蛋白螯合物，故含有這兩種氨基酸的蛋白質(zhì)可以被這種親和色蛋白螯合物，故含有這兩種氨基酸的蛋白質(zhì)可以被這種親和色譜固定相分離。譜固定相分離。 離子交換色譜離子交換色譜：利用蛋白質(zhì)具有不同的等電點分離。利用蛋白質(zhì)具有