树脂吸附原理

树脂吸附原理树脂吸附原理树脂吸附原理树脂吸附原理一、（1）大孔吸附树脂的吸附原理大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相联合的分子资料。吸附性是因为范德华引力或产生氢键的结果，分子筛性是因为其自己多孔性构造所决定的。（2）影响吸附的要素大孔吸附树脂自己的性质、溶剂的性质和化合物的性质是影响吸附的3个重要要素。3）大孔吸附树脂的应用苷与糖类的分别，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分别。4）洗脱液的选择洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。二、什么是吸附（Adsorption）1、吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分拥有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。2、吸附过程往常包含：待分别料液与吸附剂混淆、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。三、常有的吸附种类及其主要特色1、物理吸附：吸附作使劲为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层能够是单层，也能够是多层、吸附和解吸附速度往常较快。2、化学吸附：吸附作使劲为化学键协力，需要高活化能、只好以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。四、常用吸附剂种类吸附剂往常应具备以下特色：对被分别的物质拥有较强的吸附能力、有较高的吸附选择性、机械强度高、重生简单、性能稳固、价钱便宜。1、活性炭：是非极性吸附剂，所以在水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能力针对不一样的物质，活性炭的吸附规律按照以下规律：1）对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物2）对芬芳族化合物的吸附能力大于脂肪族化合物;（3）对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化合物;（4）pH值的影响碱性中性吸附酸性洗脱;酸性中性吸附碱性洗脱;（5）温度未均衡前随温度高升而增添;2、大孔网状吸附剂特色：脱色去臭成效理想；对有机物拥有优秀的选择性；物化性质稳固；机械强度好；吸附速度快；解吸、重生简单。但价钱昂贵，吸附成效易受流速以及溶质浓度等要素的影响。大孔网状吸附树脂的种类：1）非极性吸附树脂：苯乙烯交联而成，交联剂为二乙烯苯，又称芬芳族吸附剂。2）中等极性吸附树脂：甲基丙烯酸酯交联而成，交联剂亦为甲基丙烯酸酯，故又称脂肪族吸附剂。3）极性吸附剂：丙烯酰胺或亚砜经聚合而成，往常含有硫氧、酰胺、氮氧等基团。吸附机理：非离子型共聚物，借助于范德华力从溶液中吸附各样有机物，其吸附能力与树脂的化学构造、物理性能以及与溶质、溶剂的性质相关。往常按照以下规律：1）非极性吸附剂可从极性溶剂中吸附非极性溶质；2）极性吸附剂可从非极性溶剂中吸附极性物质；（3）中等极性吸附剂兼有以上两种能力四、吸附等温线观点：当温度一准时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。Langmuir吸附等温线qo和K是经验常数，c代表溶液中溶质浓度蛋白质分别提纯时适合此吸附方程五、影响吸附的主要要素1、吸附剂的性质：比表面积、粒度大小、极性2、吸附质的性质：对表面张力的影响，溶解度，极性，相对分子量3、温度：吸附是放热过程，吸附质的稳固性4、溶液pH值：影响吸附质的解离5、盐浓度：影响复杂，要视详细状况而定六、亲和吸附1、亲和吸附分别是利用溶质和吸附剂之间特别的化学作用，进而实现分别。吸附剂由载体和配位体构成2、亲和吸附的特色a）效率高：利用亲和吸附能够从粗提液中一次性分别获取高纯度的活性物质。b）分别精度高：可用于分别含量极低，构造邻近的化合物c）但通用性较差，洗脱条件苛刻3、影响亲和吸附的要素1）配基浓度配基浓度高有益；2）空间位阻加入“手臂链”以降低空间位阻的影响；3）配基与载体的联合位点就蛋白质等大分子作为配基时，与载体连结的键越少越好；4）载体孔径：孔道大小；5）微环境：载体或“手臂链”的极性、电性；七、离子互换(ionexchange)1、观点：利用离子互换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分别组分，依照其电荷差别，依赖库仑力吸附在树脂上，而后利用适合的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分别的目的。2、离子互换树脂的构成1）拥有三维空间隔体构造的网络骨架2）联接在骨架上的活性基团3）活性基团所带的相反电荷的活性离子（可互换离子）3、离子互换的分类按活性基团分类，可分为阳离子互换树脂(cationexchange)（含酸性基团）和阴离子互换树脂(anionexchange)（含碱性基团）。详细又能够分为：强阳、弱阳和强阴、弱阴4、常用的离子互换树脂1）强酸性阳离子互换树脂：活性基团是-SO3H（磺酸基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）；2）弱酸性阳离子互换树脂：活性基团有-COOH，-OCH2COOH，C6H5OH等弱酸性基团；（3）强碱性阴离子互换树脂：活性基团为季铵基团，如三甲胺基或二甲基-?-羟基乙基胺基；（4）弱碱性阴离子互换树脂：活性基团为伯胺或仲胺，碱性较弱；、新式离子互换树脂（1）大孔离子互换树脂大孔离子互换树脂拥有和大孔吸附剂相同的骨架构造，在大孔吸附剂合成后（加入致孔剂），再引入化学功能基团，即可获取大孔离子互换树脂。2）多糖基离子互换树脂固相载体为多糖类物质，亲水性强、互换空间大、对生物大分子物致变性作用主要的多糖基离子互换树脂a）离子互换纤维素树脂骨架为纤维素，依据活性基团的性质可分为阳离子互换纤维素和阴离子互换纤维素两类。特色：骨架松懈、亲水性强、表面积大、互换容量大、吸附力衰、互换和洗脱条件平和、分辨率高常用的离子互换纤维素有：甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素（CMC）、二乙基氨基乙基纤维素（DEAE）（b）葡聚糖凝胶离子互换树脂骨架为葡聚糖凝胶，如sepharose、sephadex，依据功能基团的不一样，亦可分为阳离子互换和阴离子互换树脂命名方法：互换活性基团+骨架+原骨架编号特色：除了拥有离子互换功能之外，兼有分子筛的功能，提升了分别的效率常用的葡聚糖凝胶离子互换树脂：CM-sephadexC-25、DEAE-sephadexA-25等6、离子互换树脂的理化性能1）外观：球形、淡色为宜，粒度大小为16~60目>90%；2）机械强度：>90%；3）含水量：~g树脂；4）互换容量：重量互换容量、体积互换容量、工作互换容量或称表观互换容量（在某一条件下）；5）稳固性：化学稳固性、热稳固性；6）膨胀度：交联度、活性基团的性质与数目、活性离子的性质、介质的性质和浓度、骨架构造；（7）湿真密度：单位体积湿树脂的重量；（8）孔度、孔径、比表面积A+自溶液中扩散到树脂表面A+从树脂表面进入树脂内部的活性中心A+与RB在活性中心上发生复分解反响解吸附离子B+自树脂内部扩散至树脂表面B+离子从树脂表面扩散到溶液中互换速度的控制步骤是扩散速度，不一样的分别系统可能由内部扩散或外面扩散控制7、离子互换机理8、影响互换速度的要素1）颗粒大小：愈小越快2）交联度：交联度小，互换速度快3）温度：越高越快4）离子化合价：化合价与高，互换越快5）离子大小：越小越快6）搅拌速度：在必定程度上，越大越快7）溶液浓度：当互换速度为外扩散控制时，浓度越大，互换速度越快9、离子互换的选择性离子互换常数：互换势或互换系数[R-A]、[R-B]表示联合在树脂上的A离子和B离子浓度[A]S、[B]S表示溶液中A离子和B离子10、影响离子互换选择性的要素1）水合离子半径：半径越小，亲和力越大；2）离子化合价：高价离子易于被吸附；3）溶液pH：影响互换基团和互换离子的解离程度，但不影响互换容量；4）离子强度：越低越好；（5）有机溶剂：不利于吸附；6）交联度、膨胀度、分子筛：交联度大，膨胀度小，筛分能力增大；交联度小，膨胀度大，吸附量减少；7）树脂与粒子间的协助力：除静电力之外，还有氢键和范德华力等协助力；11、离子互换操作方法（1）树脂预办理物理办理：水洗、过筛，去杂，以获取粒度平均的树脂颗粒；化学办理：转型（氢型或钠型）阳离子树脂酸—碱—酸阴离子树脂碱—酸—碱最后以去离子水或缓冲液均衡（2）离子互换吸附静态：操作简单、可是分批操作，互换不完整动向：离子互换柱，操作连续、互换完整，适合多组份分别柱式固定床（3）洗脱离子互换达成后，将树脂吸附的物质从头转入溶液的方法洗脱方法a）改变溶液pH值b）改变溶液离子强度4）重生是指是离子互换树脂从头拥有互换能力的过程酸性阳离子树脂酸-碱-酸-缓冲溶液淋洗碱性阴离子树脂碱-酸-碱-缓冲溶液淋洗方式有：顺水重生和逆流重生八、离子互换应用实例（离子互换法提取蛋白质）1、蛋白质的构造特色（1）多肽链（2）电荷散布不平均（3）疏水性（4）不一样的蛋白质拥有不一样的表面电荷散布2、pH值对蛋白质荷电状况的影响3、蛋白质的滴定曲线不一样的蛋白质因为其氨基酸构成的差别，拥有不一样的等电点（pI），当溶液（环境）pH值低于