初级分离.ppt

用硫酸铵分级盐析蛋白质时，盐析出某种蛋白质成分所需的硫酸铵浓度一般以饱和度来表示。实际工作中将饱和硫酸铵溶液的饱和度定为100%或1。盐析某种蛋白质成分所需的硫酸铵数量折算成100%或1饱和度的百分之几，即秒为该蛋白盐析的饱和度。饱和度可以根据情况用下述两种方法计算。  2．固体硫酸铵法???所需达到的饱和度较高，而蛋白质溶液的体积又不能再过分增大时，采用直接加入固体硫酸铵的方法。欲达到某到饱和度可按下列公式计算出应加入固体硫酸铵的数量： 是将1L饱和度为C1溶液提高到饱和度为C2时，需要加入固体硫酸铵的重量（g）。G和A为常数，数值与温度有关。现在已将达到各种饱和度所需固体硫酸铵的数量列成表，使用时不需计算可直接从表中查出。 泡沫分馏用于分离溶解物质，它们可以是表面活性剂加洗涤剂，也可以是不具有表面活性的物质如金属离子、阴离子、蛋白质、酶等。但它们必须具有和某一类型的表面活性剂结合的能力，当料液鼓泡时能进入液层上方的泡沫层而与液相主体分离。由于它的操作和设计在许多方面可与精馏相类比，所以称它为泡沫分馏。 泡沫浮选用于分离不溶解的物质，按照被分离对象是分子还是胶体，是大颗粒还是小颗粒等等，又可分为: 1 矿物浮选，用于矿石和脉石离子的分离； 2 粗粒浮选和微粒浮选，常用于共生矿中单质的分离，前者粒子直径大致1～10mm内，后者的粒子直径为1μm ～1mm ，处理的对象为胶体、高分子物质或矿浆； 3 粒子浮选和分子浮选，用于分离非表面活性粒子或分子，需要向体系中加入浮选捕集剂与被分离组分形成难溶或不溶物，然后以浮渣形式将其脱除； 4 沉淀浮选，首先利用改变溶液的pH值或加入某种絮凝剂等方法，使需脱除的粒子形成沉淀，再利用浮选法将沉淀脱除； 5 吸附胶体浮选，是以胶体粒子作为捕集剂，选择性吸附所需的溶质，再用浮选法除去。 泡沫分离技术除了在选矿方面比较成熟外。在其他方面尚属开发阶段，命名和分类尚不完善，但由上所述，可以对泡沫分离技术有大体的了解。 泡沫分离原理 泡沫分离过程是利用待分离物质本身具有表面活性 如表面活性剂 或能与表面活性剂通过化学的、物理的力结合在一起 如金属离子、有机化合物、蛋白质和酶等 ，在鼓泡塔中被吸附在气泡表面，得以富集，藉气泡上升带出溶剂主体，达到净化主体液、浓缩待分离物质的目的。可见它的分离作用主要取决于组分在气－液界面上吸附的选择性和程度，其本质是各种物质在溶液中表面活性的差异。 表面活性剂及其界面特性 表面活性剂溶入溶液后表现出两个基本性质： 1 水溶液中溶解行为是很快地聚集在水面并形成亲水基团在水中，亲油基伸向气相的定向单分子排列，使空气和水的接触面减小，从而使表面张力急剧下降，同时，多余的分子则在溶液内部形成分子状态的聚集体－胶束，并分布在液相主体内； 2 超过表面活性剂形成胶束的最低浓度后，溶液表面张力不再降低,但在相界面上，由于上述定向排列的单分子层的作用，具有选择性的定向吸附作用，会显著地改变原溶液的界面的性质，造成各种界面作用，泡沫分离就是充分利用表面活性剂的界面作用发展起来的一种新型的分离方法。 泡沫分离的操作方式 泡沫分离的操作是由两个基本过程组成：1 待分离的溶质被吸附到气－液界面上；2 对被泡沫吸附的物质进行收集并用化学、热或机械的方法破坏泡沫，将溶质提取出来。因此它的主要设备为泡沫塔和破沫器。 影响泡沫分离的因素 A．待分离物质的种类。 B．溶液的pH值： 溶液的pH值对分离效果有很大的影响。 C. 表面活性剂浓度：表面活性剂的浓度不宜超过临界胶束浓度，但也不能太低，使泡沫层不稳定，太高则使分离效率下降。 D．温度： 首先温度应达到表面活性剂的起泡温度，保持泡沫的稳定性，其次根据吸附平衡的类型来选择温度的高低。 E．气流速度。 F．离子强度。 此外，泡沫的性质、层高、排沫方式、搅拌等也是影响泡沫分离的因素 泡沫分离的应用 生物工程中的应用 A．大肠杆菌的分离 B．酵母细胞的分离 C. 蛋白质和酶的分离浓缩 第三章 初级分离End * * 现考虑向1dm3蛋白质溶液中加入硫酸铵至某一浓度使蛋白质发生盐析操作。由于加入硫酸铵后溶液的体积增大，在20℃下，硫酸铵的摩尔浓度从Ｍ１增大到Ｍ２所需加入的硫酸铵量（克）可由下式计算 上式如以饱和度表示，则从S1%增至S2%，需加入克数为上式 上式还可以列成表，更为方便。 实际所需 NH4 2SO4的饱和度，需通过试验决定。对多数蛋白质，当达到85%饱和度时，溶解度都小于 0.l mg／L，通常兼顾收率与纯度。 典型的硫酸铵盐析过程最适饱和度是35%~55% 20 40 60 80 0 100 总蛋白 目标蛋白质 上清液浓度 饱和度 阴阳离子盐析效果 阴离子盐析效果 ： 柠檬酸＞PO43- ＞SO42- ＞