離子交換分離原理及設(shè)備離子交換樹(shù)脂的分類

按樹(shù)脂骨架的主要成分分為聚苯乙烯型樹(shù)脂、聚丙烯酸型樹(shù)脂、酚-醛型樹(shù)脂等；按聚合的化學(xué)反應(yīng)分為共聚型樹(shù)脂和縮聚型樹(shù)脂；按樹(shù)脂骨架的物理結(jié)構(gòu)分為凝膠型樹(shù)脂(微孔樹(shù)脂)、大網(wǎng)絡(luò)樹(shù)脂(大孔樹(shù)脂)及均孔樹(shù)脂；按樹(shù)脂的酸堿性分為強(qiáng)酸性、弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和強(qiáng)堿性、弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。幾類樹(shù)脂性能的比較類型性能陽(yáng)離子交換樹(shù)脂陰離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)酸性弱酸性活性基團(tuán)磺酸羧酸季胺伯胺、仲胺pH的影響無(wú)酸性交換力小無(wú)堿性交換力小鹽的穩(wěn)定性穩(wěn)定洗滌時(shí)水解穩(wěn)定洗滌時(shí)水解再生劑用量3～5倍1.5～2倍3～5倍1.2～2倍交換速率快慢快慢離子交換樹(shù)脂的理化性能

顆粒度～1.2mm；

交換容量：表示方法有質(zhì)量交換容量(mmol/g樹(shù)脂)和體積交換容量(mmol/mL樹(shù)脂)；此外還有工作交換容量和再生交換容量；

機(jī)械強(qiáng)度膨脹度含水量及密度：含水量一般是～)；濕堆積密度和濕真密度一般為600～850kg/m2和1100～1400kg/m2；

孔結(jié)構(gòu)離子交換機(jī)理及選擇性離子交換機(jī)理B+A+薄膜離子交換過(guò)程包括5步：1.A+自溶液擴(kuò)散到樹(shù)脂表面；2.A+從樹(shù)脂表面擴(kuò)散到樹(shù)脂內(nèi)部的活性中心；3.A+在活性中心發(fā)生交換反應(yīng)；4.解吸離子B+自樹(shù)脂內(nèi)部的活性中心擴(kuò)散到樹(shù)脂表面；5.B+從樹(shù)脂表面擴(kuò)散到溶液；SampleapplicationandwashElutionEquilibrationRegeneration--------------------------------------------------------------------++++++++++++++++++++++++++++++-----------離子交換機(jī)理及選擇性離子交換機(jī)理離子交換機(jī)理及選擇性離子交換過(guò)程的選擇性

離子的水化半徑離子的化合價(jià)溶液的酸堿度交聯(lián)度、膨脹度和分子篩樹(shù)脂與交換離子之間的輔助力有機(jī)溶劑的影響離子交換裝置及再生料液處理液?jiǎn)未彩搅弦禾幚硪憾啻彩搅弦禾幚硪簭?fù)床式料液處理液混合床式離子交換裝置離子交換裝置及再生再生方式料液再生液處理液廢液順流再生料液再生液處理液廢液逆流再生離子交換裝置及再生再生方式廢液再生液料液再生液處理液對(duì)流逆流再生廢液再生液料液再生液處理液對(duì)流再生離子交換裝置及再生再生操作交換反洗再生水洗交換料液處理液廢水反洗水再生水再生廢液正洗水廢水料液處理液動(dòng)畫(huà)演示離子交換裝置及再生再生操作混合床再生的操作過(guò)程具有多孔支持板的離子交換罐圓筒體的高徑比一般為2～3，樹(shù)脂層高度約為圓筒高度的50～70％。1-視鏡2-進(jìn)料口3-手口4-液體分布器5-樹(shù)脂層6-多孔板7-尼龍層8-出液口具有塊石支持層的離子交換罐1-進(jìn)料口2-視鏡3-液位計(jì)4-樹(shù)脂層5-卵石層6-出液口被交換溶液進(jìn)口淋洗水、解吸液及再生劑進(jìn)口廢液出口分布器分布器淋洗水、解吸液及再生劑出口，反洗水進(jìn)口反吸附離子交換罐擴(kuò)口式離子交換器混合床交換罐制備無(wú)機(jī)鹽的流程篩板式連續(xù)離子交換設(shè)備漩渦式連續(xù)離子交換設(shè)備樣品量 產(chǎn)量-veandneutralproteinspassinthevoidvolume,+veproteinsstickUsesspecificbindingpropertytoattachproteintocolumnColumn:

SOURCE30RPC,

a)10x300mm(23.GelFiltration-sizeB+從樹(shù)脂表面擴(kuò)散到溶液；A+在活性中心發(fā)生交換反應(yīng)；?KTA?explorer10(columnvolumes)多種大小,材料可供選擇,柱床體積高達(dá)千多升配合STREAMLINE填料和層析柱使用混合床交換罐制備無(wú)機(jī)鹽的流程專為SOURCE填料設(shè)計(jì)的FineLINE柱064mg/mlmedium工業(yè)規(guī)模的色譜分離流程罐高徑比一般取Hi/D=2～3。4-液體分布器5-樹(shù)脂層離子交換設(shè)備的計(jì)算罐體積罐體積Vt：罐高徑比一般取Hi/D=2～3。交換設(shè)備的放大1.根據(jù)交換罐負(fù)荷相同的原則放大；2.根據(jù)交換罐中溶液空塔流速相同的原則放大；離子交換的應(yīng)用及特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)吸附分離原理及設(shè)備吸附分離機(jī)理吸附法是利用合適的吸附劑，在一定的操作條件下，使發(fā)酵液中的產(chǎn)物被吸附在固定吸附劑的內(nèi)外表面上，再以適當(dāng)?shù)慕馕鼊a(chǎn)物從吸附劑上解吸下來(lái)，從而達(dá)到分離濃縮的目的。吸附分離原理及設(shè)備吸附劑的選擇吸附劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為兩大類：一類是有機(jī)吸附劑，如活性炭、球形炭化樹(shù)脂、聚酰胺、纖維素、大孔樹(shù)脂等；另一類是無(wú)機(jī)吸附劑，如白土、氧化鋁、硅膠、硅藻土等。吸附操作及設(shè)備色譜分離原理及設(shè)備色譜分離原理色譜分離操作條件色譜分離設(shè)備ColumnChromatography實(shí)驗(yàn)室規(guī)?？罩b柱示范錄像

GelFiltration-sizeResinhasfixedsizeporeswhichallowmoleculessmallerthanagivensizetoenterSmallmoleculeswilltakelongertopassdownthecolumnthanlargeonesbecausetheytravelfurtherCanestimatemolecularweightbycomparisonwithastandardIonExchange-chargeMixtureofproteinsisappliedtothenegativelychargedcolumnresin–balancedbyNa+ions(red)-veandneutralproteinspassinthevoidvolume,+veproteinsstickExcessofNa+ionsisadded+veproteinsareeluted CouldhaveusedchangeinpHtoelutetheproteinsCATIONEXCHANGEAffinityChromatographyUsesspecificbindingpropertytoattachproteintocolumnIncreaseconcentrationofligandtoelutetheproteinExamples:antibodycolumns-monoclonalantibodyattachedtocolumnglutathionecolumn–bindsglutathione-S-transferaseontarget工業(yè)規(guī)模的色譜分離流程色譜分離設(shè)備玻璃色譜分離柱色譜分離設(shè)備帶熱夾套分離柱反轉(zhuǎn)式分離柱?KTAexplorer?KTApurifier?KTAFPLC色譜分離設(shè)備色譜分離設(shè)備實(shí)驗(yàn)室層析和大規(guī)模層析的分別實(shí)驗(yàn)室大規(guī)模生產(chǎn)分辨率 越多峰越好 要求純度 種類 提高分辨率 純度 定性 增加 增加 樣品量 產(chǎn)量 (生產(chǎn)力) (峰越少越好)上樣速度 不注重 最大樣品處理速度 次/h 生產(chǎn)力=g/ml膠/h線性放大固定以下條件：1.相同線行流速2.相同緩沖液3.相同填料4.相同柱高5.相同樣品濃度和pH6.相同樣品體積和柱床體積比例7.相同梯度體積和柱床體積比例放大：1.柱直徑2.體積流速3.上樣體積2.01.000123456(columnvolumes)A280nm2.01.000123456(columnvolumes)A280nmSOURCE30RPCFineLINE200L400-foldscaleup10mmdiametercolumnColumn:

SOURCE30RPC,

a)10x300mm(23.6ml)

b)FineLINE200L,100x300mm(9.4l)Sample:

MixtureofAngiotensinII,ribonucleaseandinsulinSampleload:

0.064mg/mlmediumEluentA:

0.1%TFA/0.05MNaClEluentB:

0.1%TFA/60%

n-propanolFlowrate:

150cm/ha)2ml/min

b)785ml/minGradient:

20-70%B,5columnvolumes切實(shí)可行的可放大性?KTA?explorer10BioProcessmlcolumnlitrecolumn離子交換過(guò)程包括5步：罐高徑比一般取Hi/D=2～3。按聚合的化學(xué)反應(yīng)分為共聚型樹(shù)脂和縮聚型樹(shù)脂；4-液體分布器5-樹(shù)脂層按聚合的化學(xué)反應(yīng)分為共聚型樹(shù)脂和縮聚型樹(shù)脂；1-進(jìn)料口2-視鏡3-液位計(jì)IonExchange-charge配合STREAMLINE填料和層析柱使用-veandneutralproteinspassinthevoidvolume,+veproteinsstickMixtureofproteinsisappliedtothenegativelychargedcolumnresin–balancedbyNa+ions(red)按樹(shù)脂的酸堿性分為強(qiáng)酸性、弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和強(qiáng)堿性、弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。切實(shí)可行的可放大性大型層析柱多種大小,材料可供選擇,柱床體積高達(dá)千多升也可以訂做經(jīng)濟(jì)型INdEX和