酶工程设备：第九章 层析设备和离子交换设备 (1).ppt

第九章 层析设备和离子交换设备 一、层析法 1、定义 利用混合物中各种组分的物理化学性质不同，分离、分析多组分混合物的一种方法。 固定相：固体或液体； 流动相：气体或液体； 当流动相流过固定相时，各组分以不同的速度移动，而达到分离的目的。 2、层析法分类 按两相的状态来分： 流动相 固定相 按固定相的使用形式分： 柱层析、纸层析、薄层层析 按分离机制分： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶过滤、其它层析（如亲和层析）等 二、柱层析分离基本原理 （一）、吸附柱层析 原理：利用固体吸附剂对混合试样各组分的吸附力不同而使混合物中各组分分离。 吸附力：离子引力 范德华力 H键 等 固定相：固体吸附剂 常用：活性炭，氧化铝，硅胶等 流动相：洗脱剂 常用纯溶剂或混合溶剂（不含水，且不与水互溶） 吸附力较强的组分，移动的距离小，后出柱；吸附力较弱的组分，移动的距离大，先出柱。 （二）、分配柱层析 原理 分配层析是利用混合物中各组分在两种不相混溶的溶剂间分配系数K的不同，使各组分得以分离。 分配系数小的先出柱；分配系数大的后出柱 固定相：液体，常用水或水混合液体 支持剂：硅胶、硅藻土、纤维素等。 流动相：一般是有机溶剂 （三）、离子交换柱层析 离子交换柱层析是以离子交换剂作为固定相，分离离子型化合物的方法。 1、原理 利用各种离子对离子交换树脂的亲和力的不同，而使离子型化合物得以分离。 亲和力大，移动慢，不易洗脱； 亲和力小，移动快，易洗脱下来 2、离子交换树脂 ⑴ 结构 由三部分组成： 一部分是交联的具有三维空间立体结构的网络骨架；一部分是联结在骨架上的功能基（活性基）；一部分是活性基所带的相反电荷的离子，称为可交换离子。 （2）离子交换树脂的分类 对强碱性产物宜选用弱酸性树脂,对弱碱性产物宜选用强酸性树脂;弱酸性产物宜用强碱性树脂,强酸性产物宜用弱碱性树脂 3. 离子交换柱层析操作步骤 树脂选择与处理→装柱→样品上柱→欲分离组分吸留→水洗（除杂物）→洗脱→收集→再生 常用洗脱剂：酸碱盐 （四）、凝胶层析 1、原理： 利用多孔凝胶为固定相，是根据料液中溶质相对分子质量的差别进行分离的液相层析法。 2、操作： 装柱→加样→洗脱 3、常用凝胶 聚丙烯酰胺凝胶、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶 三、柱层析设备 进样系统、 层析柱、 收集器 检测系统 1、进样系统 贮液罐:装流动相 材料：玻璃、不锈钢或氟塑料 泵：将液体连续输送到层析柱 恒压泵 恒流泵 进样阀：一般采用六通阀 2、层析柱 （a）自制简易层祈柱；（b）普通商品柱； （c）双底板层析柱 3、组分收集器 4、检测器 紫外吸收检测器 示差折光检测器 电导检测器 荧光检测器 四、离子交换设备 1、一般离子交换罐 外型：椭圆形底及顶的圆筒形设备 上部：溶液分布装置 底部：多孔板、筛网及滤布以支持树脂层，或者用石英石或卵石直接铺于罐底 罐顶罐底各种进出口 2、反吸附离子交换罐 被交换的溶液由罐的下部导入，其流速和粘度以使树脂在罐内呈沸腾状态而不溢出罐外为宜，交换后的溶液则由罐顶的出口溢出 优点：省去菌丝过滤 、液固两相接触面大而且较均匀，操 作时不产生短路、死角，以及流速大和生产周期短 3、混合床交换罐 P138 第十章 蒸发与结晶设备 一、蒸发 （一）概述 1、定义 蒸发是利用溶质与溶剂挥发度的差异，提 高溶液浓度的一种方法。 蒸发必要条件： ①不断供给热能； ②不断排除蒸汽 蒸发方式： ①自然蒸发； ②沸腾蒸发 2、蒸发目的 ①制取浓溶液 ②得过饱和溶液 ③纯化溶剂 3、分类 （1）按操作压力： 常压 加压 减压（真空蒸发） （2）按蒸汽利用情况： 单效蒸发：凡是在蒸发器内蒸发所产生的二次蒸汽不再加以利用，此种操作称为单效蒸发。 多效蒸发：若干个蒸发器串联起来，将前一个蒸发器产生的二次蒸汽引人后一个蒸发器的加热室作为热源加以利用，此种操作称多效蒸发 （3）按料液流程： 单程型：料液以液膜形式一次通过加热 室不进行循环蒸发 循环型：料液在蒸发器内做循环流动。 自然循环、强制循环 （4）按加热部分的结构 膜式