離子交換法演示文稿1當(dāng)前1頁，總共43頁。（優(yōu)選）離子交換法當(dāng)前2頁，總共43頁。3當(dāng)前3頁，總共43頁。4當(dāng)前4頁，總共43頁。樹脂的選擇5比如：蛋白質(zhì)帶正電荷還是負電荷？當(dāng)前5頁，總共43頁。樹脂的選擇6當(dāng)前6頁，總共43頁。第二節(jié)

離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)和種類

載體：惰性的不溶性高分子固定骨架。功能基團：與載體共價鍵連接的不能移動的活性基團平衡離子：與功能基團以離子鍵連接的可移動的活性離子7離子交換樹脂構(gòu)成當(dāng)前7頁，總共43頁。一、離子交換樹脂的分類8當(dāng)前8頁，總共43頁。陽離子交換樹脂分類強酸型樹脂（有好的解離能力）：磺酸型樹脂，功能基團為磺酸根(—SO3H)甲基磺酸根(—CH2SO3H)中酸性樹脂磷酸型樹脂（—PO3H2

）弱酸性樹脂（酸性環(huán)境中解離度受到抑制）羧酸型樹脂（—COOH）

酚型樹脂（

）9當(dāng)前9頁，總共43頁。陰離子交換樹脂強堿型陰離子交換樹脂季銨基

弱堿型陰離子交換樹脂（在堿性環(huán)境中解離度受到抑制）

伯、仲、叔胺基中強堿性陰離子交換樹脂

兼有以上兩類活性基團10當(dāng)前10頁，總共43頁。離子交換樹脂的性能

11當(dāng)前11頁，總共43頁。12當(dāng)前12頁，總共43頁?！皊trongandweak”

refertotheextentthattheionizationstateofthefunctionalgroupsvarieswithpH.Thetermsstrongandweakdonotrefertothestrengthwithwhichthefunctionalgroupsbindtoproteins.StrongionexchangersshownovariationinionexchangecapacitywithchangeinpH.StrongionexchangersincludeQ(anionic),SandSP(cationic).TheseexchangersdonottakeuporloseprotonswithchangingpHandsohavenobufferingcapacity,remainingfullychargedoverabroadpHrange.TitrationcurvesshowtheionexchangecapacityofstrongionexchangersQandS.Approximately5mlofQorSSepharoseFastFlowareequilibratedin1MKClandtitratedwith0.1MNaOH.當(dāng)前13頁，總共43頁。weakionexchanger:Advantage:theycanofferadifferentselectivitycomparedtostrongionexchangers.Adisadvantage:becauseweakionexchangerscantakeuporloseprotonswithchangingpH,theirionexchangecapacityvarieswithpH.suchasDEAE(anionic),ANX(anionic)andCM(cationic),當(dāng)前14頁，總共43頁。二、離子交換樹脂的命名：15交聯(lián)度：是合成載體骨架時交聯(lián)劑重量的百分?jǐn)?shù)，用“×”將樹脂編號與交聯(lián)度分開。如：強酸×7其交聯(lián)度為7%。編號：當(dāng)前15頁，總共43頁。三、離子交換樹脂的骨架（載體）

由苯乙烯與二乙烯苯經(jīng)過氧苯甲酰催化聚合而成。16（一）苯乙烯型離子交換樹脂當(dāng)前16頁，總共43頁。由丙烯酸甲酯與二乙烯苯經(jīng)過氧苯甲酰催化聚合而成17（二）丙烯酸型離子交換樹脂當(dāng)前17頁，總共43頁。18（三）多乙烯多胺——環(huán)氧氯丙烷樹脂弱堿301樹脂，同時含有伯、仲、叔胺，還含有少量季銨基團。（四）聚乙烯吡啶系離子交換樹脂當(dāng)前18頁，總共43頁。1、蛇籠樹脂19（五）其它離子交換樹脂

兩性離子交換樹脂以交聯(lián)的強堿性陰離子交換樹脂為籠，以丙烯酸鹽負離子在樹脂內(nèi)聚合生成線型聚合物作為蛇而得名。樹脂中的羧基（-COO-）和季銨基（-N+(CH3)3）是等摩爾的，故樹脂是中性的。應(yīng)用：脫鹽。如，Na+被樹脂中的-COO-除去，而Cl–被季銨基除去。當(dāng)前19頁，總共43頁。20（五）其它離子交換樹脂

2、選擇性交換樹脂應(yīng)用：含重金屬離子的廢水應(yīng)用：除去色素（氧化還原樹脂，略）當(dāng)前20頁，總共43頁。第三節(jié)

離子交換動力學(xué)*

21當(dāng)前21頁，總共43頁。離子交換速度的影響因素：1、樹脂粒度：樹脂粒度大，交換速度慢。2、攪拌速度3、樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度大，交換速度低。4、離子半徑和離子價：離子每增加一個電荷，交換速度下降一個數(shù)量級。5、溫度。6、離子濃度：交換速度隨離子濃度的上升而加快。22當(dāng)前22頁，總共43頁。第四節(jié)

離子交換樹脂的性能

23一、離子交換對樹脂的基本要求：23當(dāng)前23頁，總共43頁。二、影響樹脂性能的幾個因素24當(dāng)前24頁，總共43頁。第五節(jié)

離子交換的選擇性

25影響離子交換選擇性的因素：當(dāng)前25頁，總共43頁。一、離子的化合價與水合半徑的影響：相對親和力和相對濃度。26電荷效應(yīng)越強的離子與樹脂的親和力越大。當(dāng)前26頁，總共43頁。二、離子化合價與離子濃度的影響：27在稀溶液中，樹脂吸附高價離子的傾向很大。

當(dāng)前27頁，總共43頁。三、交換環(huán)境的影響1、溶液的pH：解離度、交換容量、選擇性。2、離子強度：交換容量、選擇性、交換速度3、有機溶劑：減弱樹脂對有機離子的吸附能力。28當(dāng)前28頁，總共43頁。第六節(jié)

離子交換操作方法

一、

樹脂的選擇29目的物是弱酸性或弱堿性的小分子物質(zhì)時，宜選用強酸強堿樹脂（氨基酸的分離）。蛋白質(zhì)、酶和其它生物大分子的分離多采用弱堿或弱酸性樹脂，減少生物大分子的變性，利于洗脫，提高選擇性。當(dāng)前29頁，總共43頁。

二、樹脂的處理和再生1、

外觀特征302、

樹脂的預(yù)處理（1）

物理處理：去雜，過篩。（2）化學(xué)處理：用8～10倍的1mol/L鹽酸或氫氧化鈉溶液交替浸泡。

當(dāng)前30頁，總共43頁。氨基酸分離前樹脂的處理31當(dāng)前31頁，總共43頁。不同類型樹脂的處理32當(dāng)前32頁，總共43頁。樹脂的再生

樹脂再生：使用過的樹脂重新獲得使用性能的處理過程。

33再生過程當(dāng)前33頁，總共43頁。三、基本操作方法34當(dāng)前34頁，總共43頁。三、基本操作方法35洗脫液當(dāng)前35頁，總共43頁。酸、堿洗脫液：改變吸附物的電荷或改變樹脂活性基團的解離狀態(tài)，以消除靜電結(jié)合力，迫使目的物被釋放出來；鹽類洗脫液：通過高濃度的同種電荷的離子與目的物競爭樹脂上的活性基團，使吸附物游離。

36當(dāng)前36頁，總共43頁。洗脫方式37改變?nèi)芤簆H及離子強度：當(dāng)前37頁，總共43頁。思考題1.混合溶液中，待分離目的蛋白質(zhì)T的pI為7.9，雜質(zhì)蛋白A的pI為5.4，雜質(zhì)蛋白質(zhì)B的pI為4.9，實驗室現(xiàn)有SPSepharose?FastFlow（一種強陽離子交換樹脂）,請設(shè)計一套實驗方案，使用離子交換技術(shù)純化目的蛋白質(zhì)T。38當(dāng)前38頁，總共43頁。第七節(jié)應(yīng)用實例39當(dāng)前39頁，總共43頁。氨基酸制備、分離豬血粉水解制備6種氨基酸:40當(dāng)前40頁，總共43頁。無鹽水制備氫型陽離子交換樹脂羥型陰離子交換樹脂41除去水里所有離子Me：金屬離子當(dāng)前41頁