需要考慮哪些因素?
顆粒尺寸:
樹脂一般是顆粒狀的固體,離子交換樹脂顆粒的尺寸是非常重要的一個因素,樹脂顆粒太大,反應速度就比較慢一些,樹脂顆粒小,反應的速度就快一些,但是樹脂的顆粒太小,液體通過時的阻力就會增大,所以一般樹脂的尺寸都是經過嚴格的篩選之後,才能夠確定,一般樹脂的顆粒尺寸在0.4-06mm左右。
交聯度:
樹脂中含交聯劑的重量稱為離子交換樹脂的交聯度,一般以百分比表示。樹脂的交聯度與樹脂的再生、密度、選擇性、耐用性都是息息相關的,交聯度越高,樹脂的再生就比較困難、密度就越高、選擇性更強、耐用性也好一些,交聯度越低則相反。一般樹脂的交聯度在4-14%之間,交聯度為7%左右的性能是比較理想的。
耐熱性:
樹脂無論是儲存還是使用,都需要考慮到溫度的問題,不同的樹脂因為使用的材質不同,具有不同的耐溫性,一般超純水設備樹脂可耐100℃或更高些的溫度,而H型應在100~120℃下使用。苯乙烯系陰樹脂、強鹼性陰離子交換樹脂的使用溫度不超過50~60℃,弱鹼性陰離子交換樹脂可在80℃下使用,丙烯酸系強鹼性陰樹脂的使用溫度應低於38℃。
交換容量:
離子交換樹脂的交換容量,簡單來說就是樹脂能夠交換多少離子,一般單位是meq/g(干樹脂)或 meq/mL(濕樹脂),交換容量可以分為三種,分別是「總交換容量」、「工作交換容量」和「再生交換容量」
㈡ 離子交換色譜中,為何能夠利用pH梯度改善分離選擇性
呵呵,剛才加了AKTA的培訓,就獻丑了。
離子交換色譜中,PH的影響極大。要知道為何能夠內利用pH梯度改善容分離選擇性?就得知道其原理:
離子色譜是利用相反電荷之間的相互作用來分離的,當檢測物質帶負電荷時,要選擇陰離子色譜柱,陰離子色譜柱帶正電荷的配基,進行陰離子-陽離子交換,結合帶負電荷的分子,經過交換後檢測物質的帶負電荷的分子就會吸附色譜柱上,然後在用高鹽洗脫,洗脫的組分先後進入檢測器,就達到了檢測的目的。
當檢測物質帶正電荷時,道理類似,自己想吧。
pH梯度可以改變檢測物質電荷、偏離等電點的程度,從而影響帶正/負電荷的分子(或離子)與色譜柱的結合能力(可以認為是牢固程度),洗脫時的難易程度就改變,從而改變了分離選擇性。
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㈢ 請問離子交換技術和色譜分離技術是什麼,在果汁加工中的應用
離子交換技術:nbsp;nbsp;Sobernbsp;和nbsp;Peterson於1956年首次將離子交換基團結合到纖維素上,製成了離子交換纖維素,成功地應用於蛋白質的分離。從此使生物大分子的分級分離方法取得了迅速的發展。離子交換基團不但可結合到纖維上,nbsp;還可結合到交聯葡聚糖(S-ephadex)和瓊脂糖凝膠(Sepharose)上。nbsp;近年來離子交換色譜技術已經廣泛應用於蛋白質、酶、核酸、肽、寡核苷酸、病毒、噬菌體和多糖的分離和純化。它們的優點是:⑴具有開放性支持骨架,大分子可以自由進入和迅速擴散,故吸附容量大。⑵具有親水性,對大分子的吸附不大牢固,用溫和條件使可以洗脫,不致引起蛋白質變性或酶的失活。⑶多孔性,表面積大、交換容量大,回收率高,可用於分離和制備。一、基本理論nbsp;nbsp;離子交換劑通常是一種不溶性高分子化合物,如樹脂,纖維素,葡聚糖,醇脂糖等,它的分子中含有可解離的基團,這些基因在水溶液中能與溶液中的其它陽離子或陰離子起交換作用。雖然交換反應都是平衡反應,但在層析柱上進行時,由於連續添加新的交換溶液,平衡不斷按正方向進行,直至完全。因此可以把離子交換劑上的原子離子全部洗脫下來,同理,當一定量的溶液通過交換柱時,由於溶液中的離子不斷被交換而波度逐減少,因此也可以全部被交換並吸附在樹脂上。如果有兩種以上的成分被交換吸著在離子交換劑上,用洗脫液洗脫時,在被洗脫的能力則決定於各自洗反應的平衡常數。蛋白質的離子交換過程有兩個階段——吸附和解吸附。吸附在離子交換劑上的蛋白質可以通過改變pH使吸附的蛋白質失去電荷而達到解離但更多的是通過增加離子強度,使加入的離子與蛋白質競爭離子交換劑上的電荷位置,使吸附的蛋白質與離子交換劑解開。不同蛋白質與離子交換劑之間形成電鍵數目不同,即親和力大小有差異nbsp;,因此只要選擇適當的洗脫條件便可將混合物中的組分逐個洗脫下來,達到分離純化的目的。二、離子交換的分類及常見種類(一)分類離子交換劑分為兩大類,即陽離子交換劑和陰離子交換劑。各類交換劑根據其解離性大小,還可分為強、弱兩種,即nbsp;強酸劑nbsp;陽離子交換劑nbsp;nbsp;弱酸劑nbsp;強鹼型nbsp;陰離子交換劑nbsp;弱鹼型nbsp;。1.陽離子交換劑nbsp;nbsp;陽離子交換劑中的可解離基因是磺酸(-SO3H)、磷酸(-PO3H2)、nbsp;羧酸(COOH)和酚羥基(-OH)等酸性基。某些交換劑在交換時反應如下:強酸性:R-SO3nbsp;-H+nbsp;+nbsp;Na+nbsp;R-SO3-nbsp;Na+H+弱酸性:R-COOH+Na+nbsp;R-COONanbsp;+H+國產樹脂中強酸1×7(上海樹脂#732)和國外產品Dowexnbsp;50、Zerolitnbsp;225等都於強酸型離子交換劑。2.陰離子交換劑nbsp;nbsp;陰離子交換劑中的可解離基因是伯胺、(-NH2)、仲胺(-NHCH3)、叔胺[N-(CH3)2]和季胺[-N(CH3)2]等鹼性基團。某些交換反應如下:強鹼性:R-N+(CH3)2nbsp;H·OH-nbsp;+Clnbsp;R-N+(CH3)2nbsp;Cl+OH-弱鹼性:R-N+(CH3)2nbsp;H·OH-nbsp;+Clnbsp;R-N+(CH3)2nbsp;HCl+OH-強鹼性#201號國產樹脂和國外Dowex1、Dowex2、ZerolitFF等都屬於強鹼型陰離子交換劑。(二)種類1.纖維素離子交換劑:陽離子交換劑有羥甲基纖維素(CM-纖維素),nbsp;陰離子交換劑有氯代三乙胺纖維紗(DESE-纖維素)。2.交聯葡聚糖離子交換劑:是將交換基因連接到交聯葡聚糖上製成的一類交換劑,因而既具有離子交換作用,又具有分子篩效應,是一類廣泛應用的色譜分離物質。常用的Sephadex離子交換劑也有陰離子和陽離子交換劑兩類。陰離子交換劑有DEAE-Sephadexnbsp;A-25,A-50和QAE-nbsp;Sephadexnbsp;A25nbsp;,nbsp;A50nbsp;;nbsp;陽離子交換劑有CM-Sephaetxnbsp;C-50,C-50和Sephadexnbsp;C-25,C-50。陰離子交換劑用英文字頭A,陽離子交換劑的英文字頭是C。英文字後面的數字表示Sephadex型號。3.瓊脂糖離子離交換劑:是將DESE-或CM-基團附著在Sepharosenbsp;CL-6Bnbsp;上形成,DEAE-Sephades(陰離子)和CM-Sepharose(陽離子),具有硬度大,nbsp;性質穩定,凝膠後的流速好,分離能力強等優點。三、實驗操作(一)交換劑的處理,再生與轉型nbsp;nbsp;新出廠的樹脂是
㈣ 離子交換纖維素色譜法的交換種類
離子交換劑分為兩大類,即陽離子交換劑和陰離子交換劑。各類交換劑根據其解離性大小,還可分為強、弱兩種,即 強酸劑陽離子交換劑 弱酸劑強鹼型陰離子交換劑弱鹼型。
1.陽離子交換劑
陽離子交換劑中的可解離基因是磺酸(-SO3H)、磷酸(-PO3H2)、羧酸(COOH)和酚羥基(-OH)等酸性基。
某些交換劑在交換時反應如下:
強酸性:R-SO3-H++Na+ R-SO3- Na+H+
弱酸性:R-COOH+Na+ R-COONa+H+
國產樹脂中強酸1×7(上海樹脂#732)和國外產品Dowex 50、Zerolit 225等都於強酸型離子交換劑。
2.陰離子交換劑
陰離子交換劑中的可解離基因是伯胺、(-NH2)、仲胺(-NHCH3)、叔胺[N-(CH3)2]和季胺[-N(CH3)2]等鹼性基團。某些交換反應如下:強鹼性:R-N+(CH3)2 H·OH-+Cl R-N+(CH3)2 Cl+OH-弱鹼性:R-N+(CH3)2 H·OH-+Cl R-N+(CH3)2 HCl+OH-強鹼性#201號國產樹脂和國外Dowex1、Dowex2、ZerolitFF等都屬於強鹼型陰離子交換劑。
3.纖維素離子交換劑
陽離子交換劑有羥甲基纖維素(CM-纖維素),陰離子交換劑有氯代三乙胺纖維紗(DESE-纖維素)。
4.交聯葡聚糖離子交換劑
是將交換基因連接到交聯葡聚糖上製成的一類交換劑,因而既具有離子交換作用,又具有分子篩效應,是一類廣泛應用的色譜分離物質。常用的Sephadex離子交換劑也有陰離子和陽離子交換劑兩類。陰離子交換劑有DEAE-Sephadex A-25,A-50和QAE- Sephadex A25,A50; 陽離子交換劑有CM-Sephaetx C-50,C-50和Sephadex C-25,C-50。陰離子交換劑用英文字頭A,陽離子交換劑的英文字頭是C。英文字後面的數字表示Sephadex型號。3.瓊脂糖離子離交換劑:是將DESE-或CM-基團附著在Sepharose CL-6B上形成,DEAE-Sephades(陰離子)和CM-Sepharose(陽離子),具有硬度大,性質穩定,凝膠後的流速好,分離能力強等優點。
㈤ DEAE陰離子交換色譜一般上樣量是多少
原子失去或獲得電子後所形成的帶電粒子叫離子,例如鈉離子Na+。帶電的原專子團亦稱"離子",如硫酸根離子。屬某些分子在特殊情況下,亦可形成離子。
帶一個或多個負電荷的離子稱為"負離子",亦稱"陰離子"。
很多陰離子是原子由於自身的吸引作用從外界吸引到一個或幾個電子使其最外層電子數達到8個或2個電子的穩定結構。
半徑越小的原子其吸收電子的能力也就越強,就越容易形成陰離子,非金屬性就越強。
非金屬性最強元素是氟。原子最外層電子數大於4的電子,形成陰離子(非金屬物質顯負價,陰離子用符號"-"表示。)
常見陰離子:氯離子Cl-
硫離子S2-
氫氧根OH-
㈥ 離子交換層析中流出物質順序是什麼
若用離子交換層析分離物質,以蛋白質為例,離子交換層析中,基質是由帶有電荷的樹脂或纖維素組成。帶有正電荷的稱之陰離子交換樹脂;而帶有負電荷的稱之陽離子樹脂。離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化。
由於蛋白質也有等電點,當蛋白質處於不同的pH條件下,其帶電狀況也不同。陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質,所以這類蛋白質被留在柱子上,然後通過提高洗脫液中的鹽濃度等措施,將吸附在柱子上的蛋白質洗脫下來。結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來。
反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質,結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來。
(6)酚性物質選擇強鹼性陰離子交換色譜擴展閱讀:
對於離子交換纖維素要用流水洗去少量碎的不易沉澱的顆粒,以保證有較好的均勻度,對於已溶脹好的產品則不必經這一步驟。
溶脹的交換劑使用前要用稀酸或稀鹼處理,使之成為帶H+或OH-的交換劑型。陰離子交換劑常用「鹼-酸-鹼」處理,使最終轉為-OH-型或鹽型交換劑;對於陽離子交換劑則用「酸-鹼-酸」處理,使最終轉為-H-型交換劑。
梯度不要上升太快,要恰好使移動的區帶在快到柱末端時達到解吸狀態。目的物的過早解吸,會引起區帶擴散;而目的物的過晚解吸會使峰形過寬。
㈦ 簡述離子交換色譜法
離子交換色譜法(ion exchange chromatography,IEC)
離子色譜分析法出現在20世紀70年代,80年代迅速發展起來,以無機、特別是無機陰離子混合物為主要分析對象。
離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂,樹脂分子結構中存在許多可以電離的活性中心,待分離組分中的離子會與這些活性中心發生離子交換,形成離子交換平衡,從而在流動相與固定相之間形成分配。固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心,並隨著流動相的運動而運動,最終實現分離。
表達式
離子交換色譜的分配系數又叫做選擇系數,其表達式為:
K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}
其中[RX + ]表示與離子交換樹脂活性中心結合的離子濃度,[X + ]表示游離於流動相中的離子濃度
分離原理
離子交換色譜(ion exchange chromatography,IEC)以離子交換樹脂作為固定相,樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時,組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。
陽離子交換:
陰離子交換:
式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交換反應的平衡常數,Z+和X-代表被分析的組分離子。M+和Y-表示樹脂上可交換的離子團。
離子交換反應的平衡常數分別為:
陽離子交換:
陰離子交換:
平衡常數K值越大,表示組分的離子與離子交換樹脂的相互作用越強。由於不同的物質在溶劑中離解後,對離子交換中心具有不同的親合力,因此具有不同的平衡常數。親合力大的,在柱中的停留時間長,具有高的保留值。
固定相
離子交換色譜常用的固定相為離子交換樹脂。目前常用的離子交換樹脂分為三種形式,一是常見的純離子交換樹脂。第二種是玻璃珠等硬芯子表面塗一層樹脂薄層構成的表面層離子交換樹脂,第三種為大孔徑網路型樹脂。它們各有特點,例如第二種樹脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三種樹脂適用於非水溶液中物質的分離,因為它們的孔徑和內表面積大,不需要用水溶脹,便可滿意地使用。
典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交聯共聚而成:
其中,二乙烯基苯起了交聯和加牢整個構型的作用,其含量決定了樹脂交聯度大小。交聯度一般控制在4%~16%范圍內,高度交聯的樹脂較硬而且脆,也較滲透,但選擇性較好。在基體網狀結構上引入各種不同酸鹼基團作為可交換的離於基團。
按結合的基團不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂上具有與樣品中陽離子交換的基團。陽離子交換樹脂又可分為強酸性和弱酸性樹脂。強酸性陽離子交換樹脂所帶的基團為磷酸基(一),其中和有機聚合物牢固結合形成固定部分,是可流動的能為其他陽離子所交換的離子。
陰離子交換樹脂具有與樣品中陰離子交換的基團。陰離子交換樹脂也可分為強鹼性和弱鹼性樹脂。
陰離子交換樹脂屬強鹼性,它是由有機聚合物骨架和一季胺鹼基團所組成,它帶有正電荷。而與相反的是可以移動的部分,它能被其它陰離子所交換
流動相
離子交換色譜的流動相最常使用水緩沖溶液,有時也使用有機溶劑如甲醇,或乙醇同水緩沖溶液混合使用,以提供特殊的選擇性,並改善樣品的溶解度。
離子交換色譜所用的緩沖液,通常用下列化合物配製:鈉、鉀、被的檸檬酸鹽,磷酸鹽,甲酸鹽與其相應的酸混合成酸性緩沖液或氫氧化鈉混合成鹼性緩沖液等。
㈧ 強陰離子交換色譜怎樣改善分離度
原理抄: 離子交換色譜(ion exchange chromatography,IEC)以離子交換樹脂作為固定相,樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時,組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。