【精品资料必威体育精装版版】第九章 离子交换法.pptVIP

第九章 离子交换法 本章需要掌握的知识点 什么是离子交换？ 离子交换树脂的分类？其主要的理化性质有哪些？ 离子交换的机理是什么？ 什么是离子交换的选择性？其选择性受哪些因素影响？ 基本的离子交换操作是怎样的？ 如何利用离子交换法分离蛋白质？ § 9.1 概述 十八世纪中期由Thompson所发现，后来J.Thomas Way全面研究。 1935年B.A.Adams和Holmes研究合成了具有离子交换功能的高分子材料，第一批离子交换树脂。 二战后美国和英国一些公司广泛进行了合成离子交换树脂的研究工作，G.F.达莱利奥成功地合成了聚苯乙烯系、聚丙烯酸系阳离子交换树脂. 六十年代、七十年代，离子交换树脂的发展又有了重要突破，新的聚合方法的发明和一些大公司的加盟如美国的(Rohm and Hass)和德国的(Bayer)等为离子交换树脂的广泛应用开辟了新的前景。 “离子交换树脂之父”何炳林 1942年毕业于西南联合大学 1952年获美国印第安纳大学博士学位南开大学教授 1980年当选为中国科学院院士 开创并发展了我国的离子交换树脂和吸附工业，发明了大孔离子交换树脂，系统研究了新型离子交换树脂和大孔新型吸附树脂的合成、结构、性质及应用。 离子交换法概述 离子交换法是通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。该方法主要依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中的电荷的微小差异而进行分离，具有较高的分离容量。 几乎所有的生物大分子都是极性的，都可使其带电，所以离子交换法已广泛用于生物大分子的分离纯化技术。 离子交换法概述 离子交换法分辨率高、工作容量大且易于操作，它已成为蛋白质、多肽、核酸及大部分发酵产物分离纯化的一种重要方法，在生化分离中约有75%的工艺采用离子交换法。 § 9.2 基本概念 利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离的目的。 离子交换分离法是基于物质在固相与液相之间的分配。 离子交换树脂—— 一种不溶于酸、碱和有机溶剂的网状的功能高分子化合物。 其结构由三部分组成： 具有三维空间立体结构的网络骨架——使树脂具有化学稳定性； 联接在骨架上的活性基团 活性基团所带的相反电荷的活性离子——它在树脂骨架中的进进出出，就发生离子交换现象。 注意： 利用离子交换树脂进行提取和通常在溶液中进行的离子交换有质的区别。 Eg: KCl溶液: K+ Na+ （1）加NaNO3，反应不完全 （2）利用离子交换树脂，反应完全。 三. 离子交换树脂的分类 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） （孔径为5nm) 2??骨架结构 大孔型（大网格）孔径为20—100nm) 均孔型（等孔型） 酸性基团 —阳离子（强、弱） 3??活性基团 碱性基团—阴离子（强、弱） ? 基本类型是依据活性基团的电离程度强弱分。 主要可分为： 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 （1）强酸性阳离子交换树脂 （2）弱酸性阳树脂 （3）强碱性阴树脂 （4）弱碱性阴树脂 功能基团：(—NH2；— NRH；— NR2) 交换容量与介质的pH值有关（pH越低，交换能力越大） 转为OH- 型容易 转为Cl- 型，水洗不可至pH中性（pH6.0-6.5） 这类树脂的离解能力较弱，只能在低pH（1-9）下工