【原理】離子交換樹脂是一種合成的高聚物,不溶於水,能吸水膨脹。高聚物分子由能電離的極性基團及非極性的樹脂組成。極性基團上的離子能與溶液中的離子起交換作用,而非極性的樹脂本身物性不變。通常離子交換樹脂按所帶的基團分為強酸(=R=S03H)、弱(=COOH)、強鹼 (=N+=R:)和弱鹼(=NH2=NHR=NR2)。
離子交換樹脂分離小分子物質如氨基酸、腺苷、腺苷酸等是比較理想的。但對生物大於物質如蛋白質是不適當的,因為它們不能擴散到樹脂的鏈狀結構中。故如分離生物大子、可選用以多糖聚合物如纖維素、葡聚糖為載體的離子交換劑。
本實驗用磺酸陽離子交換樹脂分離酸性氨基酸(天冬氨酸)、中性氨基酸(丙氨酸)鹼性氨基酸(賴氨酸)的混合液。在特定的pH條件下,它們解離程度不同,通過改變脫液的pH或離子強度可分別洗脫分離。
【材料】1.實驗器材層析柱(1.6X20cm);恆流泵;梯度混合器;試管及試管架;紫外分光光度計、磺酸陽離子交換樹脂(Dowex 50)
2.實驗試劑
(1)2mol/L HCl
(2)2mol/L NaOH
(3)0.1mOl/L HCl
(4) 0.1mol/L NaOH
(5)pH4.2的檸檬酸緩沖液:0.lmol/L檸檬酸54m1加0.1mol/L檸檬酸鈉46ml
(6)pH5的醋酸緩沖液:0.2mol/L NaAc 70ml加 0.2mol/L HAc 30ml
(7)0.2%中性茚三酮溶液:0.2g茚三酮加100ml丙酮
(8)氨基酸混合液:丙氨酸、天冬氨酸、賴氨酸各10m1加0.1mol/L HCl 3m【方法】
1. 樹脂的處理
100ml燒杯中置約10g樹脂,加25ml 12mo1/L HCl攪拌2h,傾棄酸液,用蒸餾水充洗滌樹脂至中性。加25ml 12mol/L NaOH至上述樹脂中攪拌2h,傾棄鹼液,用蒸餾水洗滌至中性。將樹脂懸浮於50ml pH4.2檸檬酸緩沖液中備用。
2. 裝柱取直徑0.8cm~1.2cm、長度 10cm~12cm的層析柱,底部墊玻璃棉或海綿圓墊,自頂部注入經處理的上述樹脂懸浮液,關閉層柱出口,待樹脂沉降後,放出過量的溶液,在加入一些樹脂,至樹脂沉積至8cm~10cm高度即可。於柱子頂部繼續加入pH4.2檸檬酸緩沖液洗滌,使流出液pH為4.2為止,關閉柱子出口,保持液面高出樹脂表面1cm左右。
3. 加樣、洗脫及洗脫液收集
打開山口使緩沖液流出,待液面幾乎平齊樹脂表面時關閉出口(不可使樹脂表面乾燥)。用長滴管將15滴氨基酸混合液仔細直接加到樹脂頂部,打開出口使其緩慢流入柱內。當液面剛平樹脂表面時,加入0.1mol/L HCl 3ml,以10滴/min~12滴/min的流速洗脫,收集洗脫液,每管20滴,逐管收存。當HCl液面剛平樹脂表面時,用1m1 pH4.2檸檬酸緩沖液沖洗柱壁一次,接著用2ml pH4.2檸檬酸緩沖液洗脫,保持流速10滴/min~12滴/min並注意勿使樹脂表面乾燥。
在收集洗脫液的過程中,逐管用茚三酮檢驗氨基酸的洗脫情況,方法是:於各管洗脫液中加10滴pH5醋酸緩沖液和10滴中性茚三酮溶液,沸水浴中煮10min,如溶液呈紫藍色,表示已有氨基酸洗脫下來。顯色的深度可代表洗脫的氨基酸濃度,可比色測。
在用pH4.2檸檬酸緩沖液把第二個氨基酸洗脫出來之後,再收集兩管茚三酮反應陰性部分,關閉層析柱出口,將樹脂頂部剩餘的pH4.2檸檬酸緩沖液移去。
於樹脂頂部加入2ml 0.1mo1/L NaOH,打開出口使其緩慢流入柱內,按上面I續用0.1mo1/L NaOH洗脫並逐管收集 (注意仍然保持流速10滴/min~12滴/min),每管20滴。做洗脫液中氨基酸檢驗,在第三個氨基酸用0.1mo1/L NaOH洗脫下來以後,再繼續收集兩管茚三酮反應陰性部分。
最後以洗脫液管號為橫坐標,洗脫液各管光密度(以水作空白,在570nm波長讀取吸光度)或顏色深淺(以 -,±,+,++...表示)為縱坐標作圖,即可畫出一條洗脫曲線。
【注意事項】
1. 一直保持流速10滴/min~12滴/min,並注意勿使樹脂表面乾燥。
2. 在裝柱時必須防止氣泡、分層及柱子液面在樹脂表面以下等現象發生。
② 在PH3左右,氨基酸混合液(酸性,鹼性,中性三類),經陽離子交換樹脂被洗脫分離,這三類氨基酸的洗脫順序
原因:氨基酸與陽離子交換樹脂的靜電引力大小依次是 鹼性氨基酸>中性氨回基酸>酸性氨基酸,所以答洗脫的順序就
先是酸性氨基酸(負電荷最多),然後是中性氨基酸,最後是鹼性氨基酸(帶正電荷最多)。
詳見《生物化學》王鏡岩 第三版 上冊 153頁
③ 請求幫忙,有關氨基酸洗脫
1 PH=2~3比較好
2 Ph逐漸升高,鹽離子強度逐漸增強
3 順序從先到後:asp gly leu lys
以下是跟你這個題同類的,具體原因寫在下面
Lys Arg Asp Glu Tyr Ala的混合物在高pH條件下加到陰離子交換樹脂上,用連續遞減pH值緩沖溶液洗脫
懸賞分:50 - 解決時間:2010-11-4 17:42
預測這些氨基酸的洗脫順序 請詳細說明下這個洗脫順序的理由和陰離子交換樹脂洗脫的一般規律 謝謝
提問者: sd3318405 - 四級最佳答案洗脫先後順序:Arg Lys Tyr Ala Glu Asp
先分組:1 Arg Lys是鹼性氨基酸 PH=7 正電荷
2 Tyr ALa是中性氨基酸 PH=7 中性為主
3 Glu Asp是酸性氨基酸 PH=7 酸性
由於是交換樹脂層析,氨基酸的與樹脂的親和力主要取決於他們之間的親和力,其次是氨基酸與樹脂之間的疏水相互作用。由於緩沖液先是鹼性,所以氨基酸與樹脂的親和力為:酸性氨基酸》中性氨基酸>鹼性氨基酸(陰離子樹脂的疏水基團帶正電,負電被交換了),洗脫的順序就是:鹼性 中性 酸性
考慮氨基酸與樹脂的疏水作用:Arg的R基團是三個亞甲基+一個亞氨基,Lys是四個亞甲基,很明顯,Arg的疏水作用要弱,與樹脂吸引力不夠強,最先被洗下來。其他的兩組樓主自己分析R基團的疏水性
④ 如何用陰離子交換樹脂層析分離混合氨基酸
離子交換樹脂是一種合成的高聚物,不溶於水,能吸水膨脹.高聚物分子由能電離的回極性答基團及非極性的樹脂組成.極性基團上的離子能與溶液中的離子起交換作用,而非極性的樹脂本身物性不變.通常離子交換樹脂按所帶的基團分為強酸(=R=S03H)、弱(=COOH)、強鹼 (=N+=R:)和弱鹼(=NH2=NHR=NR2).
離子交換樹脂分離小分子物質如氨基酸、腺苷、腺苷酸等是比較理想的.但對生物大於物質如蛋白質是不適當的,因為它們不能擴散到樹脂的鏈狀結構中.故如分離生物大子、可選用以多糖聚合物如纖維素、葡聚糖為載體的離子交換劑.
本實驗用磺酸陽離子交換樹脂分離酸性氨基酸(天冬氨酸)、中性氨基酸(丙氨酸)鹼性氨基酸(賴氨酸)的混合液.在特定的pH條件下,它們解離程度不同,通過改變脫液的pH或離子強度可分別洗脫分離.
⑤ 在強酸型陽離子交換柱上天冬氨酸,組氨酸,亮氨酸等幾種氨基酸的洗脫順序及原因。
洗脫順序先後依次是:天冬氨酸、亮氨酸、組氨酸。
原因:氨基酸與陽離子交換樹回脂的靜電引力大小答依次是 鹼性氨基酸>中性氨基酸>酸性氨基酸,所以洗脫的順序就先是酸性氨基酸,然後是中性氨基酸,最後是鹼性氨基酸。
天冬氨酸屬於酸性氨基酸,組氨酸屬於鹼性氨基酸,亮氨酸屬於中性氨基酸。
詳見《生物化學》王鏡岩 第三版 上冊 153頁
⑥ 陽離子交換樹脂的用途和原理
陽樹脂分弱樹脂和強樹脂兩大類。分子式H-R(當然也可以是Na-R型), H就是氫離回子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當答水從上向下,通過樹脂層時,水中的陽離子與樹脂的H離子發生交換,樹脂最上層是鐵鈣鎂離子,接著是鉀鈉氨離子。
出水水質是酸性的,PH值一般小於3。當運行約一天左右時,出水開始出現鈉離子,表示反應到了終點,需要用酸(HCl)反洗,將鈉鈣離子再置換出來。
⑦ 在PH3左右 氨基酸混合液(酸鹼中性三類) 經強酸性陽離子交換樹脂被洗脫分離 指出這三種氨基酸被洗脫順序
具體的在王鏡岩編的生化課本上有介紹
⑧ 鈉型陽離子交換樹脂為什麼在使用前要用酸處理,並洗至中性
新樹脂在使用復前需清洗是任何類型制的樹脂都不可少的一個步驟!
主要是因為,樹脂在出售時,並非絕對的「干凈」,多會含有少量低聚物和未參加反應的單體,以及鐵、鉛、銅等無機雜質。這些物質或多或少都對樹脂的交換性能有一定影響,所以應該在使用前予以清洗處理。
而對於陽離子交換樹脂來說,最易受Fe的污染;陰離子交換樹脂則更易受各種有機物的污染。你提到的酸處理也就是最常用的對應清洗劑—— 鹽酸和 NaCl-NaOH混合液,當然還有其它的的,這里就不多說了。
ps,陽離子交換樹脂一般分為強酸性和弱酸性兩種,再生時都在酸性條件下。
⑨ 陽離子交換樹脂的工作原理是怎麼樣的
陽離子交換樹脂吸附交換原理
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
其實陽離子交換樹脂在我們實際使用過程中,一般都是將樹脂變味其他離子形式進行運行,以滿足各種場景使用需求。例如經常會將強酸性的陽離子交換樹脂和NaCl一起轉變為鈉型的樹脂後再投入使用,當樹脂置換過程中就會放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。
而且這類樹脂以鈉型狀態運行使用後,可直接用鹽水對樹脂進行再生(不用強酸)。
⑩ 在強酸性陽離子交換柱上asp,his及leu等幾種氨基酸的洗脫順序如何為什麼
依次是:精氨酸Asp,賴氨酸Leu,組氨酸His
因為他們的鹼性,也就是攜帶正電荷的能力,或者說電離成陽離子的能力,由強到弱是這個順序。