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7.4.3.2聚合物浓度 （1）对于双水相系统，在增加某一聚合物的含量时，双 水相形成后其所占的体积也大。于是 PEG浓度↑→上相体积V1↑→上、下相体积比R↑→溶质收率Y↑ KV1 KV1 + V2 Y = （2）增加聚合物浓度，使上、下相热力学特性差异 增大，不同物质间的K值差别也会增大，有利于杂 质的分离。 （3）聚合物浓度增大，粘度上升，不利于两相分离。 7.4.3.3盐类的影响 （1）盐浓度提高会使下相体积增大 ，R值下降。 （2）对于带负电荷的蛋白质，盐类对K值影响如下： Li+、NH4+、Na+、Cs + 、K + 分配系数降低程度 F-、 Cl - 、 Br - 、 I - 分配系数降低程度 二价阴离子HPO 42- 、SO 42-和柠檬酸根离子会增大K值。 ? 由此可见，对带负电荷的蛋白质，若提高其分配系数，可使用Li2SO 4 、Li2HPO 4等，而对带正电荷的蛋白质，则应使用KI。 （3）不同蛋白质所带电荷数量和性质不同，盐类对其K值的影响亦不同， 利用此性质，可使蛋白质相互分离。 7.4.3.4 pH pH影响蛋白质所带电荷的数量和性质，因 而影响分配系数； pH影响磷酸盐的解离程度，改变HPO 42- 、 H2PO 41-之间的比例，从而导致分配系数的 改变。 有时pH微小变化会使蛋白质的分配系数改 变2~3个数量级。 7.4.4 双水相的应用 细胞碎片的分离——常采用PEG/无机盐系 统。蛋白质被分配到上相，细胞碎片、及核 酸、多糖等被分配到下相。 一般工艺流程： 7.4.4 双水相的应用 细胞破碎与双水相萃取同时进行工艺流程： 双水相分离蛋白质（酶）一般工艺流程： 细胞匀浆液 PEG、盐 双水萃取相 分离机 下相 含细胞碎片 盐 上相(含产品) 双水萃取相 静置分层 下相(含核酸、多糖、亲 水性杂蛋白) 上相(含产品) 双水萃取相 分离机 下相(含产品) 盐，调pH，K↓ 上相（PEG） 含色素、憎水性杂 蛋白 《生物分离工程》 Bioseparation Engineering 第八章 色层分离 张翠英 天津科技大学生物工程学院 色层分离亦称为色谱分离(Chromatographic Resolution, CR)或层析分离，在分析检测中则 常称作为色谱分析(Chromatographic Analysis, CA)。 它是一种物理的分离方法。当多组分混合物随 流动相流经固定相时，由于各组分物理化学性 质的差别，使各组分以不同的速度随流动相移 动，使之分离。 色层分离系统 固定相 流动相 1903年俄国植物学家茨维特用菊根粉研究植物色素的提取物，以石 油醚作洗脱剂，得到分离的黄色、绿色区带，故称为色谱分离法。 1931年又有人用氧化铝柱分离了胡萝卜素的两种同分异构体，显示 了本法具有极高的分辩率。 20世纪50年代：出现了气相色谱。 20世纪60年代：发展了高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)。 20世纪80年代：开始在生物工业中应用，主要应用于高附加值产品， 如胰鸟素、干扰素、生长激素、白细胞介素-2等。 有两次诺贝尔化学奖是授予色谱学领域的研究工作： 1948年瑞典科学家Tiselins由于他的关于电泳和吸附分析的研究获奖； 1952年英国的Martin和Synge因为发展了分配色谱而获奖。 8.1 色层分离基本概念 8.2 色层分离的基本原理 8.3 柱色层分离法 8.4 径向色谱 8.5 亲和色谱 本章概要 8.1色层分离基本概念 8.1.1 色层分离的特点 8.1.2 色层分离的分类 8.1.3 生物工业中的色层分离 （1）分离效率高 色谱分离的效率是所有分离纯化技术中最高的，每米柱长的理 论塔板数可达几千至几十万块塔板数。 如葡聚糖凝胶颗粒直径为50~150μm，若每个理论塔板的高度 相当于固定相两个颗粒的距离，则每米柱长的理论塔板数为 3,333~10,000块。 这种高效的分离尤其适合于极复杂混合物的分离，由于效率高， 通常使用的色谱柱长一般只有几厘米至几十厘米。 8.1.1色层分离的特点 （2）应用范围广 ——适合于各种原理 从极性到非极性、离子型到非离子型、小分子到大分子、无 机到有机及生物活性物质、以及热稳定到热不稳定的化合物， 都可用色谱方法分离。 （3）操作参数多——选择性强 不同的固定相和流动相状态，固定相可用液、固两大类，流动 相可用气体、液体或超临界流体； 不同的洗脱方法，如前沿分析、置换展开、洗脱展开等； 不同的操