離子交換層析技術(shù)演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（優(yōu)選）離子交換層析技術(shù)當(dāng)前第2頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換劑離子交換劑：由惰性的不溶性載體、功能基團(tuán)和平衡離子組成。陽(yáng)離子交換劑：平衡離子帶正電荷。陰離子交換劑：平衡離子帶負(fù)電荷。R-X++Y+R-Y++X+R-表示陽(yáng)離子交換劑的功能基團(tuán)和載體；X+為平衡離子；Y+為交換離子。3當(dāng)前第3頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)吸附選擇性吸附：調(diào)節(jié)溶液的pH值，使目的物帶有相當(dāng)數(shù)量的靜電荷，而主要雜質(zhì)離子帶相反電荷或較弱的電荷。選擇合適的樹脂（如陽(yáng)離子交換樹脂），便可使目的物被離子交換樹脂吸附，而雜質(zhì)較少被吸附。4當(dāng)前第4頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)洗脫（1）調(diào)節(jié)洗脫液的pH值。（2）用高濃度的同性離子將目的物離子取代下來(lái)。對(duì)陽(yáng)離子交換樹脂而言，目的物的pI值愈大（愈堿），將其洗脫下來(lái)所需溶液的pH值也愈高。

5當(dāng)前第5頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂吸附和洗脫過(guò)程6（1）X+為平衡離子，YH+及Z+為待分離離子；（2）YH+和Z+取代X+而被吸附；（3）加堿后YH+失去正電荷，被洗脫；（4）提高X+的濃度取代出Z+當(dāng)前第6頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第7頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)樹脂的選擇pH大于等電點(diǎn)時(shí)，物質(zhì)帶負(fù)電荷，與陰離子交換劑進(jìn)行交換；pH小于等電點(diǎn)時(shí)，物質(zhì)帶正電荷，可以與陽(yáng)離子交換劑進(jìn)行交換。

8當(dāng)前第8頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)與所用交換劑9當(dāng)前第9頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換技術(shù)的應(yīng)用10當(dāng)前第10頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第二節(jié)離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)和種類

離子交換樹脂構(gòu)成：（1）惰性的不溶性高分子固定骨架，稱載體。（2）與載體共價(jià)鍵連接的不能移動(dòng)的活性基團(tuán)，又稱功能基團(tuán)。（3）與功能基團(tuán)以離子鍵連接的可移動(dòng)的活性離子，亦稱平衡離子。如聚苯乙烯磺酸型鈉樹脂。11當(dāng)前第11頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)陽(yáng)離子交換樹脂分類強(qiáng)酸型樹脂：磺酸型樹脂，功能基團(tuán)為磺酸根(—SO3H)及甲基磺酸根(—CH2SO3H)，有好的解離能力。中酸性樹脂：磷酸型樹脂（—PO3H2）弱酸性樹脂：羧酸型樹脂和酚型樹脂（—COOH,），在酸性環(huán)境中解離度受到抑制。12當(dāng)前第12頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)陰離子交換樹脂強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂：

弱堿型陰離子交換樹脂：活性基團(tuán)為伯、仲、叔胺基。在堿性環(huán)境中解離度受到抑制。中強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂：兼有以上兩類活性基團(tuán)。

13當(dāng)前第13頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂功能基團(tuán)的電離常數(shù)

14當(dāng)前第14頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂的性能15當(dāng)前第15頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)兩性樹脂：蛇籠樹脂(snake-cageresins)16當(dāng)前第16頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂的命名當(dāng)前第17頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂的命名方式：離子交換產(chǎn)品的型號(hào)以三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，第一位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類，第二位數(shù)字代表骨架的差異，第三位數(shù)字為順序號(hào)用以區(qū)別基因、交聯(lián)劑等的差異。表8-1樹脂型號(hào)中的一、二位數(shù)字的意義代號(hào)：0123456分類名稱：強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性螫合性兩性-氧化還原性骨架名稱：

苯乙烯系丙烯酸系醋酸系環(huán)氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系101樹脂？D011樹脂？當(dāng)前第18頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)強(qiáng)酸類1～100號(hào)；弱酸類101～200；強(qiáng)堿類201～300；弱堿類301~400；中強(qiáng)酸類401～500交聯(lián)度：是合成載體骨架時(shí)交聯(lián)劑重量的百分?jǐn)?shù)，用“×”將樹脂編號(hào)與交聯(lián)度分開。弱酸101×4其交聯(lián)度為4％。國(guó)內(nèi)常用樹脂命名：724；732(001×7)；71719當(dāng)前第19頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)大孔樹脂在型號(hào)前加“D”，凝膠型樹脂的交聯(lián)度值可在型號(hào)后用“×”號(hào)連接阿拉伯?dāng)?shù)字表示。如D011×7，表示大孔強(qiáng)酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹脂，其交聯(lián)度為7。國(guó)外一些產(chǎn)品用字母C代表陽(yáng)離子樹脂（C為cation的第一個(gè)字母），A代表陰離子樹脂（A為Anion的第一個(gè)字母），如Amberlite的IRC和IRA分別為陽(yáng)樹脂和陰樹脂，亦分別代表陽(yáng)樹脂和陰樹脂。當(dāng)前第20頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂的骨架(p126)

（一）苯乙烯型離子交換樹脂由苯乙烯與二乙烯苯經(jīng)過(guò)氧苯甲酰催化聚合而成。交聯(lián)度21當(dāng)前第21頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)22當(dāng)前第22頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（二）丙烯酸型離子交換樹脂丙烯酸型陽(yáng)離子交換樹脂：是由丙烯酸甲酯與二乙烯苯經(jīng)過(guò)氧苯甲酰催化聚合而成。23當(dāng)前第23頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)丙烯酸型陽(yáng)離子交換樹脂110樹脂：丙烯酸甲酯與二乙烯苯聚合而成。724樹脂：它是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和二乙烯苯三元共聚而得。24當(dāng)前第24頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（三）陰離子及其它交換樹脂

蛇籠樹脂：脫鹽

螯形樹脂：金屬離子吸附樹脂：“脫色樹脂”

熱再生離子交換樹脂：

25當(dāng)前第25頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)常用離子交換樹脂特性表

26當(dāng)前第26頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第三節(jié)離子交換(p129)R－B++A+R－A++B+離子交換過(guò)程：1、A+從溶液擴(kuò)散到樹脂表面。2、A+從樹脂顆粒表面擴(kuò)散到顆粒中心。3、平衡離子A+與離子B+交換。4、B+從交換中心擴(kuò)散到離子表面。5、B+再擴(kuò)散到溶液中。27當(dāng)前第27頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)粒子擴(kuò)散

速度：

顆?？讖健?/p>

顆粒半徑、樹脂交換容量、

離子A+的半徑與電荷、平衡離子的性質(zhì)（電荷、半徑）。28當(dāng)前第28頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)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(jià)：離子每增加一個(gè)電荷，交換速度下降一個(gè)數(shù)量級(jí)。5、溫度。6、離子濃度：交換速度隨離子濃度的上升而加快。29當(dāng)前第29頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第四節(jié)離子交換樹脂的性能一、離子交換對(duì)樹脂的基本要求二、影響樹脂性能的幾個(gè)因素三、主要理化常數(shù)的測(cè)定30當(dāng)前第30頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)一、離子交換對(duì)樹脂的

基本要求*(p126)：1、有盡可能大的交換容量。2、有良好的交換選擇性。3、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4、化學(xué)動(dòng)力學(xué)性能好。5、物理性能好。31當(dāng)前第31頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)二、影響樹脂性能的幾個(gè)因素1、離子交換樹脂具有的功能基團(tuán)性質(zhì)和數(shù)目，數(shù)目是其交換容量的基礎(chǔ)。（pH）2、樹脂的交聯(lián)度——樹脂強(qiáng)度、交換選擇性、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。3、樹脂骨架和平衡離子。

32當(dāng)前第32頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)pH對(duì)交換容量的影響33當(dāng)前第33頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

鈉型樹脂與氫型樹脂偶極離子在離子交換過(guò)程中的行為是很特殊的，以氨基酸的交換為例：RSO3-Na++H3+NRCOO-RSO3-H3+NRCOO-+Na+

RSO3-

H++H3+NRCOO-RSO3-H3+NRCOOH鈉鹽樹脂氫型樹脂，被取代的氫離子為羧基所固定，使被吸附的氨基酸不能形成偶極，與樹脂之磺酸基沒(méi)有排斥力。與鈉型樹脂相比，氫型樹脂有較大的有效交換容量。

34當(dāng)前第34頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)三、主要理化常數(shù)的測(cè)定1、含水量：常用干燥法和離心法測(cè)得。2、膨脹度：膨脹系數(shù)K膨脹。3．濕真密度－樹脂充滿水時(shí)的密度。4.交換容量:meq/g樹脂。35當(dāng)前第35頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)交換容量測(cè)定方法(p128)陽(yáng)離子交換樹脂（氫型）的測(cè)定方法：一定量樹脂中加入NaOH溶液，一天或數(shù)天后測(cè)定NaOH剩余量，從消耗的堿量求交換容量。陰離子交換樹脂（氯型）的測(cè)定方法：一定量樹脂裝柱，用過(guò)量Na2SO4溶液進(jìn)行離子交換，測(cè)定流出液中氯離子總量，求交換容量。36當(dāng)前第36頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)滴定曲線：37當(dāng)前第37頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)滴定曲線381．強(qiáng)酸樹脂AmberliteIR-120；2．弱酸樹脂AmberliteIRC-84；3．強(qiáng)堿樹脂AmberliteIRA-400；4．弱堿樹脂AmberliteIR-45當(dāng)前第38頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第五節(jié)

離子交換的選擇性

影響離子交換選擇性的因素：離子價(jià)與離子水合半徑離子價(jià)與離子濃度交換環(huán)境樹脂結(jié)構(gòu)偶極離子排斥39當(dāng)前第39頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)一、離子的化合價(jià)與水合半徑的影響：相對(duì)親和力和相對(duì)濃度。電荷效應(yīng)越強(qiáng)的離子與樹脂的親和力越大，而決定電荷效應(yīng)的主要因素是價(jià)電數(shù)和離子半徑。40當(dāng)前第40頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)一價(jià)陽(yáng)離子親和力的次序是：H+≈Li+＜Na+＜K+≈NH4+＜Ag+

對(duì)強(qiáng)堿性樹脂陰離子親和力次序：F－＜OH－＜HCOO－

＜Cl－＜Br－＜I－＜SO42-對(duì)弱堿性樹脂陰離子親和力次序：F－＜Cl－＜Br－=I－=Ac－＜SO42-＜OH－。41當(dāng)前第41頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換樹脂的性能42當(dāng)前第42頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)強(qiáng)酸強(qiáng)堿樹脂對(duì)各種離子的選擇系數(shù)

H+≈Li+＜Na+＜K+≈NH4+＜Pb+＜Cs+＜Ag+＜Ti+。43當(dāng)前第43頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)二、離子化合價(jià)與離子濃度的影響：設(shè)離子平衡后溶液中兩種離子的濃度比是定值P.C1/C2=P在稀溶液(C2較小)中，樹脂吸附高價(jià)離子的傾向很大。

44當(dāng)前第44頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)舉例例如：當(dāng)k=2P=1m1+m2=1C2=0.1mol/LZ2=1時(shí)若Z1=2則m1＝0.9，m2＝0.1若Z1=3則m1＝0.97，m2＝0.03在較稀的溶液中，樹脂幾乎僅吸附高價(jià)離子。45當(dāng)前第45頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)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(qiáng)度：交換容量、選擇性、交換速度3、有機(jī)溶劑：能降低有機(jī)離子的解離程度。46當(dāng)前第46頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)四、樹脂結(jié)構(gòu)的影響

（一）樹脂載體的交聯(lián)度：交聯(lián)度上升，膨脹度下降，K值增大，樹脂潛在的選擇能力提高?？障洞笮〉挠绊懀磁蛎浂仍龃?，促使樹脂吸附量增加。選擇性的影響，膨脹度增大時(shí)，K值減小，促使樹脂吸附量降低；膨脹系數(shù)值很小時(shí)，空間效應(yīng)占主要地位。膨脹系數(shù)增大到一定值時(shí)，選擇性占主要地位。47當(dāng)前第47頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)圖8.14用磺酸基樹脂CBC從含有HCl的溶液中，吸附土霉素的量與樹脂膨脹度之間的關(guān)系1-0.1NHCl；2-0.25NHCl；3-0.5NHCl；4-1.0NHCl;原始溶液中士霉素濃度為0.4mg/ml;m-對(duì)土霉素吸附量meq/g當(dāng)前第48頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)膨脹度與選擇性的關(guān)系49圖8.12在甲基丙烯酸—丙烯酰胺樹脂，鏈霉素與鈉離子交換等溫線與樹脂膨脹的關(guān)系1—膨脹系數(shù)1.9；2—膨脹系數(shù)3；3—膨脹系數(shù)4.5；4—膨脹系數(shù)5.2；m1—樹脂對(duì)鏈霉素吸附量，meq/g；m2=m－m1；m—樹脂的最大交換容量，meq/g；C1，C2—溶液中鏈霉素和鈉離子濃度，meq/ml當(dāng)前第49頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（二）輔助力：離子交換樹脂與被吸附離子間的作用力除靜電力外，還存在一種輔助力。無(wú)機(jī)離子交換常數(shù)K值多在1~10之間。有機(jī)離子交換時(shí)，K值可高達(dá)102~103。（三）其它結(jié)合力：某些樹脂對(duì)金屬離子有特殊的親和力。

羧酸型樹脂

50當(dāng)前第50頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

五、偶極離子排斥作用：偶極離子RSO3-Na++H3+NRCOO-RSO3-H3+NRCOO-+Na+

RSO3-

H++H3+NRCOO-RSO3-H3+NRCOOH鈉鹽樹脂氫型樹脂與鈉型樹脂相比，氫型樹脂有較大的有效交換容量。

51當(dāng)前第51頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)氫型與鈉型磺酸基樹脂吸附氨基酸比較

52當(dāng)前第52頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第六節(jié)

離子交換的操作一、

樹脂的選擇(p129)目的物是弱酸性或弱堿性的小分子物質(zhì)時(shí)，宜選用強(qiáng)酸強(qiáng)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。

53當(dāng)前第53頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

二、樹脂的處理和再生(p130)

1、

外觀特征透明或半透明；顆粒圓整，粒度均勻，強(qiáng)度。2、

樹脂的預(yù)處理（1）

物理處理：去雜，過(guò)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。

54當(dāng)前第54頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)氨基酸分離前樹脂的處理55當(dāng)前第55頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)不同類型樹脂的處理56當(dāng)前第56頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)樹脂的再生

樹脂再生：使用過(guò)的樹脂重新獲得使用性能的處理過(guò)程。再生過(guò)程：（1）

去雜，大量水沖洗，除去物理吸附的雜質(zhì)。（2）

用酸、堿處理除去與功能基團(tuán)結(jié)合的雜質(zhì)。(3)轉(zhuǎn)型：57當(dāng)前第57頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)三、加樣與洗脫交換：靜態(tài)交換動(dòng)態(tài)交換洗脫：洗脫方式：分靜態(tài)洗脫及動(dòng)態(tài)洗脫兩種，pH及離子強(qiáng)度改變。洗脫液：酸、堿、鹽。58當(dāng)前第58頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)酸、堿洗脫液旨在改變吸附物的電荷或改變樹脂吸附基團(tuán)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(lái)；鹽類洗脫液是通過(guò)高濃度的同種電荷的離子與目的物競(jìng)爭(zhēng)樹脂上的活性基團(tuán)，使吸附物解離。

59當(dāng)前第59頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)洗脫方式動(dòng)態(tài)洗脫：1、溶液pH及離子強(qiáng)度不變。2、分階段改變?nèi)芤簆H及離子強(qiáng)度。3、連續(xù)改變?nèi)芤簆H及離子強(qiáng)度。梯度洗脫：自動(dòng)化的梯度儀60當(dāng)前第60頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)梯度洗脫梯度混合器:

A瓶為低濃度鹽溶液B瓶為高濃度鹽溶液C=CA―（CA―CB）VAA/AB61當(dāng)前第61頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)四、離子交換層析的注意事項(xiàng)五、離子交換層析中常見(jiàn)問(wèn)題的分析當(dāng)前第62頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第七節(jié)離子交換層析的應(yīng)用在制藥工業(yè)中的應(yīng)用(p136)分離純化——氨基酸制備無(wú)鹽水制備離子交換層析分離鏈霉素(p142)離子交換層析分離慶大霉素63當(dāng)前第63頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第七節(jié)應(yīng)用實(shí)例分離純化——氨基酸制備無(wú)鹽水制備64當(dāng)前第64頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)氨基酸制備、分離豬血粉水解制備6種氨基酸:65當(dāng)前第65頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)無(wú)鹽水制備無(wú)鹽水制備是利用氫型陽(yáng)離子交換樹脂和羥型陰離子交換樹脂的組合以除去水中所有的離子，其反應(yīng)式如下：66當(dāng)前第66頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)無(wú)鹽水制備陽(yáng)離子交換樹脂用強(qiáng)酸性樹脂，陰離子交換樹脂可以用強(qiáng)堿或弱堿樹脂。強(qiáng)酸——弱堿或強(qiáng)酸——強(qiáng)堿；當(dāng)對(duì)水質(zhì)要求高時(shí)，經(jīng)過(guò)一次組合脫鹽，還達(dá)不到要求，可采用兩次組合:強(qiáng)酸——弱堿——強(qiáng)酸——強(qiáng)堿；強(qiáng)酸——強(qiáng)堿混合床。67當(dāng)前第67頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)混合床混合床系將陽(yáng)、陰兩種樹脂混合而成，脫鹽效果好?；旌洗仓兴l(fā)生的反應(yīng):68當(dāng)前第68頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)混合床－無(wú)鹽水69圖8.20混合床的操作(a)為水制備時(shí)的情形；(b)為制備結(jié)束，用水逆流沖洗。陽(yáng)、陰樹脂根據(jù)比重不同分層，一般陽(yáng)樹脂較重在下面，陰樹脂在上面；(c)為上部、下部同時(shí)通入堿、酸再生，廢液自中間排出；(d)為再生結(jié)束，通入空氣，將陽(yáng)、陰樹脂混合、準(zhǔn)備制水

當(dāng)前第69頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)混合床－抗生素脫鹽經(jīng)過(guò)第一柱（陽(yáng)樹脂）時(shí)，溶液變酸，而經(jīng)過(guò)第二柱（陰樹脂）時(shí)，溶液又變堿。鏈霉素脫鹽：強(qiáng)酸1×25和弱堿311×4樹脂組成混合床，脫鹽效果較好。70當(dāng)前第70頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換層析分離鏈霉素(p142)離子交換層析分離慶大霉素當(dāng)前第71頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第八節(jié)新型離子交換劑

一、大孔、均孔樹脂（一）大孔型離子交換樹脂（macroporous,MP）（二）均孔型離子交換樹脂(IR)二、多糖基離子交換劑（一）離子交換纖維素（二）葡聚糖凝膠離子交換劑72當(dāng)前第72頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)大孔型與凝膠型離子交換樹脂物理性質(zhì)73當(dāng)前第73頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（一）大孔型離子交換樹脂的特征

（1）載體骨架交聯(lián)度高。（2）孔徑大。（3）表面積大，表面吸附強(qiáng)，對(duì)大分子物質(zhì)的交換容量大。（4）孔隙率大。74當(dāng)前第74頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)大孔型離子交換樹脂主要特性

75當(dāng)前第75頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（二）均孔型離子交換樹脂主要是陰離子交換樹脂。骨架的交聯(lián)度比較均勻。代號(hào)為IP或IR。交聯(lián)度均勻，孔徑大小一致，交換容量都較高，膨脹度、機(jī)械強(qiáng)度好。76當(dāng)前第76頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)二、多糖基離子交換劑

生物大分子對(duì)離子交換的要求:

固相載體具有親水性和較大的交換空間;對(duì)其生物活性有穩(wěn)定作用，并便于洗脫。生物來(lái)源穩(wěn)定的高聚物——多糖作載體。多糖基離子交換劑可以分為：離子交換纖維素葡聚糖離子交換劑

77當(dāng)前第77頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（一）離子交換纖維素特點(diǎn)：(1)開放的長(zhǎng)鏈骨架，親水性強(qiáng)，表面積大，易吸附大分子。(2)交換基團(tuán)稀疏，對(duì)大分子的實(shí)際交換容量大。(3)吸附力弱，交換和洗脫條件緩和，不宜變性。(4)分辨率高。78當(dāng)前第78頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)常用的離子交換纖維素羧甲基纖維素（CM-C）：弱酸性陽(yáng)離子交換纖維素，pK=3.6。二乙基氨基乙基纖維素（DEAE-C）：強(qiáng)堿型陰離子交換纖維素，pK=9.1。79當(dāng)前第79頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)80當(dāng)前第80頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換纖維素的制備

81當(dāng)前第81頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)操作注意點(diǎn)可靜態(tài)交換，也可動(dòng)態(tài)交換。交換基團(tuán)密度低、吸附力弱。鹽濃度不宜高（控制在0.001~0.02mol/L）。

82當(dāng)前第82頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換纖維素的選擇—解離曲線83當(dāng)前第83頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換纖維素的解吸

洗脫緩和。升高環(huán)境的pH、降低pH或是增加離子強(qiáng)度都能將被吸附物質(zhì)洗脫下來(lái)。

84當(dāng)前第84頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離子交換纖維素的處理和再生

酸堿濃度要適當(dāng)降低，處理時(shí)間也從4h縮短為0.3~1h。以交換緩沖液平衡。注意：不耐酸，用酸處理的濃度和時(shí)間須小心控制。85當(dāng)前第85頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（二）葡聚糖凝膠離子交換劑是將活性交換基團(tuán)連接于葡聚糖凝膠上制成的各種交換劑。命名:交換活性基團(tuán)-SephadexC(A)-編號(hào)。具有離子交換和分子篩的雙重作用，對(duì)生物分子有很高的分辨率。

86當(dāng)前第86頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)常用的離子交換葡聚糖87當(dāng)前第87頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)瓊脂糖凝膠離子交換劑瓊脂糖凝膠上引入功能基DEAE—sepharoseCL-6BCM—sepharoseCL-6BDEAE—ToyopearlCM—Toyopearl88當(dāng)前第88頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)多糖基離子交換劑應(yīng)用

——尿激酶分離純化89當(dāng)前第89頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)補(bǔ)充—離子交換聚焦色譜

色譜聚焦（chromatofocusing）:是一種高分辨的新型的蛋白質(zhì)純化技術(shù)。是根據(jù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，結(jié)合離子交換技術(shù)的大容量色譜，能分離幾百毫克蛋白質(zhì)樣品，洗脫峰被聚焦效應(yīng)濃縮，分辨率高。適用水溶性的兩性分子，如蛋白質(zhì)、酶、多肽、核酸等。

90當(dāng)前第90頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)一、色譜聚焦的原理（一）自動(dòng)形成pH梯度。（二）蛋白質(zhì)的色譜行為（三）聚焦效應(yīng)

91當(dāng)前第91頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)PH梯度溶液的形成在聚焦層析中，當(dāng)洗脫液流進(jìn)多緩沖交換劑時(shí)，由于交換劑帶有緩沖能力的電荷基團(tuán)，故PH梯度溶液可以自動(dòng)形成。92當(dāng)前第92頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)PBE94柱聚焦色譜的pH梯度93（1）柱內(nèi)每點(diǎn)的PH值從高到低逐漸下降。（2）從層析柱頂部到底部就形成了PH6～9的梯度。（3）PH梯度會(huì)逐漸向下遷移。（4）底部流出液的PH由9逐漸降至6。當(dāng)前第93頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)蛋白質(zhì)的色譜行為當(dāng)柱中PH低于蛋白質(zhì)的PI時(shí)，蛋白質(zhì)帶正電荷，不與陰離于交換劑結(jié)合,隨洗脫液向下移動(dòng)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)移動(dòng)至環(huán)境PH高于其PI時(shí)，蛋白質(zhì)由帶正電荷變?yōu)閹ж?fù)電荷，并與陰離子交換劑結(jié)合。由于洗脫劑的通過(guò)，蛋白質(zhì)周圍的環(huán)境PH再次低于PI時(shí)，它又帶正電荷，并從交換劑