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离子交换柱装柱有哪些注意事项

发布时间:2025-10-03 13:16:54

离子交换树脂的处理与再生

离子交换法树脂的处理与再生:
1. 首先对床层进行反吹,将进口吸附的杂质吹掉,防止树脂柱压力增加。
2. 用再生液从出口进入,对树脂柱进行再生。
3. 再生完毕,用纯水对树脂柱进行清洗,洗涤至符合要求时,再生完毕,重新投入使用。

⑵ 离子交换层析具体操作

离子交换层析操作详解



1. 预处理和装柱是离子交换层析的关键步骤。首先,对于离子交换纤维素,需要流水冲洗去除碎屑,以确保均匀度。若产品已溶胀,可跳过这步,但需确保其成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂通常采用“碱-酸-碱”处理,转变成-OH-或盐型,阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理,变为-H-型。装柱前,平衡至所需的pH和离子强度,并减压排除气泡。为了防止颗粒分层,装柱时需适当加压,确保柱床紧实,以提高分辨率。装好后,需用起始缓冲液淋洗,直至达到平衡状态方可使用。



2. 加样与洗脱阶段,样品应与起始缓冲液保持相同的pH和离子强度,选择的pH值应在交换剂与结合物相反电荷的范围内,同时离子强度要低,可通过透析、凝胶过滤或稀释来调整。不溶物需预先除去。合适的上样量是关键,一般不超过柱子的负荷能力,上样量通常为交换剂总量的1%-5%。洗脱样品时,可通过改变pH或离子强度,或采用阶段洗脱或连续梯度洗脱法,后者通过控制两个容器中缓冲液浓度的梯度变化来达到最佳分离效果。在洗脱过程中,需确保洗脱液体积充足,梯度上限足够高且上升速度适中,以防止目的物过早或过晚解吸。



3. 洗脱后的分析,以5-10毫升/管收集洗脱液,通过检测方法(如生物活性测定或免疫学测定)确定目的物位置,然后进行回收。对于离子交换剂的再生,如纤维素可用NaCl和NaOH溶液处理,脂溶性物质则需非离子型去污剂或乙醇清洗。保存时,需添加防腐剂,阴离子交换剂通常使用氯已定,阳离子交换剂则使用乙基硫柳汞,有些产品可添加叠氮钠。



离子交换层析操作需严格把控各个步骤,确保样品处理得当,洗脱过程有效,以实现理想的分离效果。



(2)离子交换柱装柱有哪些注意事项扩展阅读

离子交换层析(Ion Exchange Chromatography简称为IEC)是以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。1

⑶ 以离子交换色谱法为例,简述湿法装柱的操作过程和注意事项

1.样品处理:对被分离样品有时要经过水解等化学处理,样品溶液一般要兼顾到浓度与粘度两方面。
+ B4 ^: J i3 _) \- T: R/ |" v2.离子交换柱的安装:层析柱内径必须粗细均匀,柱管大小可据实际需要选择。柱下端胶塞中插入一放液管,胶塞上盖以园形尼龙绸或发泡塑料片以防止交换树脂流出。
+ H/ ?0 X, d' E2 P8 h& S- U3.装柱:⑴装柱质量是确保柱层析分离效果的技术关键之一,越是高技术层析(如使用毛细管层析柱的高级层析设备)装柱的技术要求和难度越高,以至手工操作很难达到。⑵装柱的质量要求,无论是手工、机械、自动化装柱都是一样的,要求装入柱中的分离载体材料松紧适度,分布均匀,无气泡、无断层、无结节,能保持正常的溶胀形态和结构;⑶装入柱中树脂的高度与直径之比因分离对象和分离目的不同而相差很大,本教材推荐的肝素钠洗脱柱装柱高度是柱径的4~6倍。⑷操作次序,以手工装入溶胀的D254树脂(湿法装柱)为例,其操作程序可概括为:①查连接(柱与塞之间、上下塞与进出液管之间、梯度混合器与进液管之间、出液管与收集器之间等等的连接是否正确、紧密),②试止漏(塞子、接头、活塞开关处在长时间满负荷下不泄漏),③加隔离缓冲垫(紧贴于柱子下端塞子的内平面),④加少许平衡液于空柱内,⑤赶气泡(缓冲垫内和出水管中的气泡),⑥开通放水开关,⑦与放水量保持相当的流速,向柱内匀速加完载体材料浆,⑧关闭放水开关,令树脂自然下沉,⑨用洗涤液和清水洗涤树脂,⑩最后用缓冲液过柱和平衡柱,使树脂结构平衡稳定,⑾在树脂表面盖上一片尼龙或泡膜塑料,并与柱子内壁保持严密接触,以防加样时树脂泛起。
( ?6 Y, g6 D5 S2 e- z% v b* m4.加样:缓缓打开柱子下端的放液开关,使柱内液面刚好降至树脂面时便立即将样品溶液小心地加到尼龙或泡膜塑料片上,待样品液面刚好进入树脂层内便立即加入少许平衡缓冲液,以清洗粘附在覆盖层中的样品,并随之进入树脂层。当柱内液位接近树脂表面时便立即添加洗涤液进行洗涤操作。$ o+ c9 M: n3 `% Q
5.洗涤:选用合适的洗涤液、恰当的总用量及洗涤流速,小心洗涤柱内树脂,以除去不被离交树脂吸附的杂质。: K0 s* j/ p; W4 d) o7 W6 _
6.洗脱:由洗脱曲线找出洗脱液的最佳浓度和适当的总量、操作压及流速进行洗脱。
5 m- U F# X! m' M. O# g! |7.监测:用敏感快速的方法(参见下文“测定”)监测分离成分是否洗脱出来以及洗脱峰的轴向分布
9 v2 C$ h- _- \: S8.收集:一旦发现待分离成分洗脱出来便可进行一步或分步收集,并可根据各成分洗脱峰的轴向分布和浓度监测,决定产品收集浓度区段,弃去的洗脱液可循环用于相同成分的洗脱。
1 v7 I2 v8 H, m8 y3 ] M; J8 m9.沉淀/离心:用沉淀剂可将分离组分沉淀或离心下来脱水干燥,沉淀剂回收再用。
" a3 @7 z0 a' t10.脱水干燥:加入适当脱水剂为如无水乙醇、丙酮或乙醚脱水后进一步干燥。5 _" H" J" X0 e% v" V
11.测定:对层析所得产品可称重或测定活性计算其得量和收率。. ^7 ]4 x, e- `1 p# y- z. d7 g9 m5 `
【注意事项】4 G; U! }* `$ X7 C" b: b0 f
1.应根据被分离物质的理化性质、分子大小、分子形状和分离的目的要求,选择分离效果好、交换容量大而机械强度较高的分离载体材料。市售的分离载体有明确的规格型号、理化性质、功能作用、活化再生和保养存放等技术参数资料可供用户选择。
* K7 Q, U. T% x8 y5 R2.应根据分离纯化的对象、规模选择层析柱的长短、粗细、柱高与内径之比,使达到最佳分离效果;此外,柱子材料的化学性质要稳定、透明,内径要均一、光滑,死腔要愈小愈好,要有利于紧固、连接、装柱与维护。
4 E& F! k7 Q. W3 [& s/ k( ?- P3.柱子安放要垂直、稳固,与之相连的各种线路、管道、设备、设施的布局和连接要紧奏,要方便操作、观察与维护。4 F5 w( v8 w+ c4 C
4.要求装入柱中的分离载体材料松紧适度,分布均匀,无气泡、无断层、无结节,能保持正常的溶胀形态和结构。5 F n1 O% }8 d z+ T0 L# t2 |3 C
5.保持柱内树脂层面平整、层序结构始终如一是确保柱层析分离效果的又一技术关键。为此,从装柱到洗脱结束的过程中,尤其是加样、洗涤、洗脱过程中要始终保持柱内液位不低于柱内树脂的顶部平面,尤其要始终保持柱内树脂的层序结构始终如一,不被打乱,特别要防止更换浓度不同的洗涤洗脱液时发生“翻缸”而搅乱树脂层结构,“压缸”而造成柱层断裂和梗塞断流。
7 z/ W" C+ E8 q: i& t g6.注意保持一定的操作压,这对确保层析柱流速和分离效果十分重要。因为流速不仅与洗脱液加在柱上的压力(因液面差造成)有关,也与装柱材料的粒度、交联度、机械强度有关。应针对具体情况建立一个操作压、流速和分离效果的最佳平衡点。
; N( j K7 n0 T" {9 [$ S6.显著标明各种洗涤、洗脱液的技术参数,严禁乱用和混用。) M) k" o* {2 g( F
7.制作洗脱曲线,确定洗脱液收集方案,设置洗脱监控点。2 N; I* F% \6 e9 I5 J% X1 V
8.注意剔除破损树脂,及时补足流失、破损的循环树脂量。
# S5 F F8 K3 V2 ]9 A1 E6 U+ o9.严格掌握新、旧树脂的活化、再生条件,及时再生旧树脂。$ h4 U9 m: L5 L7 g
树脂的再生:每次洗脱结束,用清水将树脂洗出柱体再用、再生,或用高浓度的NaCl溶液浸泡贮存。树脂经过一段使用后树脂上的活性基团因被交换而使交换容量大为降低,此时树脂需要再生处理。( z# |! T+ @) z" O
大处理(酸—碱—酸):加入树脂2倍量的2mol HCL溶液搅拌3小时,自来水冲洗至中性;又用2mol NaOH溶液照酸处理方式处理;再用2mol HCL处理。
5 F% O1 U$ W2 r小处理(碱—酸):浓度、方法同上。) o4 @' Y" x8 ]8 s2 {8 P6 i
连续用数次的树脂进行小处理,用十次后的树脂要进行大处理。
4 {, T2 J( F& L& C: a- C% E& g$ X9 v10.注意脱水干燥条件。$ M) H0 {1 @& q' Y9 j" t7 n1 x

⑷ 以离子交换色谱法为例,简述湿法装柱的操作过程和注意事项

先装部分液体吗,然后倒入色谱填料(色谱调料配置成悬浮液),倒的时候注意液面在填料上面,防止产生气泡。色谱柱可以适当放液,增加填料的沉积速度。

⑸ 磺酸基阳离子交换键合硅胶色谱柱,怎样维护保养及活化

在使用系统之前,首要任务是检查色谱柱是否受到微生物污染,否则可能会导致柱子堵塞,使得柱压升高到无法接受的水平。首先,不连接检测器,正向安装色谱柱,使用纯甲醇以0.6ml/min流速冲洗大约10倍柱体积。接着,连接检测器,继续使用纯甲醇以相同流速冲洗约20倍柱体积。随后,改用去离子水以相同流速冲洗约20倍柱体积。

为确保色谱柱的最佳性能,建议连接保护柱(通常由制造商提供),然后用选定的洗脱液以0.6ml/min流速平衡柱子至少1小时。在用分析洗脱液进行平衡前,如果洗脱液中含有缓冲盐,应先使用不含缓冲盐的同比例洗脱液过渡,冲洗约10倍柱体积,以避免缓冲盐在分析柱内析出。

在进行洗脱液选择时,需注意阳离子交换柱多使用柠檬酸或酒石酸缓冲液(或其混合溶液)、邻苯二甲酸缓冲液,pH范围从2.5到6.5;阴离子交换柱则多使用磷酸缓冲液、硝酸铵溶液(1mMol/L),邻苯二甲酸缓冲液,pH范围同样从2.5到6.5。绝对禁止使用水杨酸缓冲液,因为水杨酸的分解产物会改变固定相的性质。洗脱液在使用前必须通过0.45um滤膜过滤并彻底脱气,以避免检测和泵送问题。

为了提高分析的稳定性,建议在室温条件下使用色谱柱,如果需要,可以将柱温设置为高于室温5~10℃。避免在40℃以上使用,以防损坏色谱柱。

在使用过程中,切勿超过色谱柱的耐受最高压力。调整流速时,应采取小的间隔变化以避免柱床扰动。更换柱子时,务必先将流量降至0,等待洗脱液完全流出柱子,压力变化到0(约2min)后再进行更换。

防止将来自流动相或样品中的疏水性或与流动相极性差别很大的化合物进入色谱柱,尤其要避免导入颗粒杂质,以防止操作压力增高,污染物难以或不能去除。

分析完毕后,采用与C18柱类似的净化程序,首先用去离子水以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积,然后用甲醇以相同流速冲洗约10倍柱体积,确保纯甲醇饱和后密封保存。

对于长时间保存后的重新使用,重复上述步骤即可。

⑹ 磺酸基阳离子交换键合硅胶色谱柱,怎样维护保养及活化

首先在开始使用系统以前检查柱子有否微生物生长,否则柱子会堵塞,柱压会升高到无法接受的水平。然后,不接检测器,正向安装色谱柱,使用纯甲醇以0.6ml/min流速冲洗约10倍柱体积。
再连接检测器,用纯甲醇以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积。
然后使用去离子水以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积。
最好再确保连接好保护柱(多使用相应柱制造商针对性提供的保护柱),再用选用的洗脱液以0.6ml/min流速平衡1h以上,进样检测。同样,若洗脱液中含有缓冲盐类,在用分析洗脱液平衡之前,先用不含缓冲盐的同比例洗脱液过渡,冲洗约10倍柱体积,避免缓冲盐在分析柱内析出。
特别注意:
①洗脱液要求是新制的缓冲液。对于阳离子交换柱,多用柠檬酸或酒石酸缓冲液(或其混合溶液)、邻苯二甲酸缓冲液,pH范围从2.5到6.5;对于阴离子交换柱,多用磷酸缓冲液、硝酸铵溶液(1mMol/L),邻苯二甲酸缓冲液,pH范围从2.5到6.5。绝对禁止使用水杨酸缓冲液,因水杨酸分解产物会改变固定相的性质。洗脱液在使用以前必须用0.45um滤膜过滤并彻底脱气,以防止发生检测和泵送问题。
②提倡在室温环境使用,为了提高分析的稳定性,可以设置高于室温5~10℃的柱温,最好不要在40℃以上使用。
③使用过程中不要超过其耐受最高压力。
④增加流速或者降低流速要采取小的间隔变化以防止柱床的扰动。更换柱子,必须先降低流量至0,等待洗脱液完全流出柱子,压力变化到0(约2min)后再更换。
⑤必须防止将来自流动相或者样品中的疏水性或与流动相极性差别很大的化合物进入色谱柱,特别地,要绝对禁止导入颗粒杂质,以防止操作压力增高,污染物难以或者不能去除。
(6)分析完毕,净化程序基本同C18柱,先用去离子水以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积。然后用甲醇以0.6ml/min流速冲洗约10倍柱体积,纯甲醇饱和后密封保存即可。(注意:一定要确保在柱子内没有缓冲液或者其他含盐类的洗脱液的情况下保存色谱柱。)
(7)长时间保存后重新使用,重复上述(1)~(6)即可。

⑺ 钼酸铵溶液用离子交换树脂交换的方法

一、树脂装填
1.在树脂装填前,先检查交换柱的底部、顶部和中部布水器,交换柱内衬和支撑层等是否损坏失效,各设备是否完好,交换柱中是否有焊头、螺帽等铁渣;同时检查水帽是否拧紧,并试水压,没有滴漏存在,如有故障应排除后装柱。
2.彻底清扫和清洗离子交换器和水力装卸器等,各流通部位要求不跑漏树脂,交换器水压试验合格,并测定正常流量下设备的压差,为测定树脂压差作准备。
3.在将树脂装填过程中还应避免包装袋、内袋、绳子及泥沙等带入交换柱中。
4.树脂的装柱体积应充分考虑转型膨胀引起的体积变化。
5.用水注入交换柱一半高度,以免树脂直接冲击交换器底部装置和垫层,然后逐渐加入树脂至规定高度。
二、树脂反洗
从交换柱底部进水将树脂进行反洗,控制反洗流速为5~10m/h,使树脂充分展开,以便除去可能产生的悬浮杂质,细碎颗粒。反洗时应注意控制流速,勿使正常颗粒树脂流失。通常反洗时间约20~30分钟。
三、树脂再生处理
以1.5~2.0BV/h的流速通入三倍树脂体积的约5%NaOH(或5~7%的氨水),用后一倍体积的氢氧化钠溶液(或氨水溶液)浸泡树脂4h,之后用清水洗到pH为9。
四、转型
以1.5~2.0BV/h的流速通入1.5 ~ 2.0倍树脂体积的约3N的盐酸溶液,树脂转成氯型并清洗干净后。
五、清洗
用水以3.0~5.0BV/h进行正洗,洗至流出液pH值约为5~7。
六、吸附
以我们争光牌D231-YT树脂为例,在用硝酸完全转成氯型并清洗干净后,就可用于吸附钼酸根溶液中的钒酸根,进料料液的pH值最好调至7.2~8.5,吸附流速为0.5~2BV/h。
七、清洗
树脂在吸附钒酸根能力下降后,先用清水进行正洗,在流出液澄清后,再用清水进行反洗,直至反洗出水澄清。
八、解吸
用5~7%NH3Cl + 2-3% NH3•H2O混合溶液以1.5~2.0BV/h的流速进行洗脱,洗脱的氨水氯化铵混合液用量为树脂体积的3.0~3.5倍。
九、清洗
树脂在解吸完后,再用纯水进行正洗,洗至流出液pH值为中性。
十、转型
以1.5~2.0BV/h的流速通入1.5 ~ 2.0倍树脂体积的约3N的盐酸溶液,树脂转成氯型并清洗干净后。
十一、清洗
用纯水以3.0~5.0BV/h进行正洗,洗至流出液pH值约为7。
十二、吸附
此时,树脂可投入运行,运行流速为树脂体积的0.5~2BV/h。

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