离子交换法演示文稿

离子交换法演示文稿1本文档共43页；当前第1页；编辑于星期六\8点42分（优选）离子交换法本文档共43页；当前第2页；编辑于星期六\8点42分3本文档共43页；当前第3页；编辑于星期六\8点42分4本文档共43页；当前第4页；编辑于星期六\8点42分树脂的选择5比如：蛋白质带正电荷还是负电荷？本文档共43页；当前第5页；编辑于星期六\8点42分树脂的选择6本文档共43页；当前第6页；编辑于星期六\8点42分第二节

离子交换树脂的结构和种类

载体：惰性的不溶性高分子固定骨架。功能基团：与载体共价键连接的不能移动的活性基团平衡离子：与功能基团以离子键连接的可移动的活性离子7离子交换树脂构成本文档共43页；当前第7页；编辑于星期六\8点42分一、离子交换树脂的分类8本文档共43页；当前第8页；编辑于星期六\8点42分阳离子交换树脂分类强酸型树脂（有好的解离能力）：磺酸型树脂，功能基团为磺酸根(—SO3H)甲基磺酸根(—CH2SO3H)中酸性树脂磷酸型树脂（—PO3H2

）弱酸性树脂（酸性环境中解离度受到抑制）羧酸型树脂（—COOH）

酚型树脂（

）9本文档共43页；当前第9页；编辑于星期六\8点42分阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂季铵基

弱碱型阴离子交换树脂（在碱性环境中解离度受到抑制）

伯、仲、叔胺基中强碱性阴离子交换树脂

兼有以上两类活性基团10本文档共43页；当前第10页；编辑于星期六\8点42分离子交换树脂的性能

11本文档共43页；当前第11页；编辑于星期六\8点42分12本文档共43页；当前第12页；编辑于星期六\8点42分“strongandweak”

refertotheextentthattheionizationstateofthefunctionalgroupsvarieswithpH.Thetermsstrongandweakdonotrefertothestrengthwithwhichthefunctionalgroupsbindtoproteins.StrongionexchangersshownovariationinionexchangecapacitywithchangeinpH.StrongionexchangersincludeQ(anionic),SandSP(cationic).TheseexchangersdonottakeuporloseprotonswithchangingpHandsohavenobufferingcapacity,remainingfullychargedoverabroadpHrange.TitrationcurvesshowtheionexchangecapacityofstrongionexchangersQandS.Approximately5mlofQorSSepharoseFastFlowareequilibratedin1MKClandtitratedwith0.1MNaOH.本文档共43页；当前第13页；编辑于星期六\8点42分weakionexchanger:Advantage:theycanofferadifferentselectivitycomparedtostrongionexchangers.Adisadvantage:becauseweakionexchangerscantakeuporloseprotonswithchangingpH,theirionexchangecapacityvarieswithpH.suchasDEAE(anionic),ANX(anionic)andCM(cationic),本文档共43页；当前第14页；编辑于星期六\8点42分二、离子交换树脂的命名：15交联度：是合成载体骨架时交联剂重量的百分数，用“×”将树脂编号与交联度分开。如：强酸×7其交联度为7%。编号：本文档共43页；当前第15页；编辑于星期六\8点42分三、离子交换树脂的骨架（载体）

由苯乙烯与二乙烯苯经过氧苯甲酰催化聚合而成。16（一）苯乙烯型离子交换树脂本文档共43页；当前第16页；编辑于星期六\8点42分由丙烯酸甲酯与二乙烯苯经过氧苯甲酰催化聚合而成17（二）丙烯酸型离子交换树脂本文档共43页；当前第17页；编辑于星期六\8点42分18（三）多乙烯多胺——环氧氯丙烷树脂弱碱301树脂，同时含有伯、仲、叔胺，还含有少量季铵基团。（四）聚乙烯吡啶系离子交换树脂本文档共43页；当前第18页；编辑于星期六\8点42分1、蛇笼树脂19（五）其它离子交换树脂

两性离子交换树脂以交联的强碱性阴离子交换树脂为笼，以丙烯酸盐负离子在树脂内聚合生成线型聚合物作为蛇而得名。树脂中的羧基（-COO-）和季铵基（-N+(CH3)3）是等摩尔的，故树脂是中性的。应用：脱盐。如，Na+被树脂中的-COO-除去，而Cl–被季铵基除去。本文档共43页；当前第19页；编辑于星期六\8点42分20（五）其它离子交换树脂

2、选择性交换树脂应用：含重金属离子的废水应用：除去色素（氧化还原树脂，略）本文档共43页；当前第20页；编辑于星期六\8点42分第三节

离子交换动力学*

21本文档共43页；当前第21页；编辑于星期六\8点42分离子交换速度的影响因素：1、树脂粒度：树脂粒度大，交换速度慢。2、搅拌速度3、树脂交联度：交联度大，交换速度低。4、离子半径和离子价：离子每增加一个电荷，交换速度下降一个数量级。5、温度。6、离子浓度：交换速度随离子浓度的上升而加快。22本文档共43页；当前第22页；编辑于星期六\8点42分第四节

离子交换树脂的性能

23一、离子交换对树脂的基本要求：23本文档共43页；当前第23页；编辑于星期六\8点42分二、影响树脂性能的几个因素24本文档共43页；当前第24页；编辑于星期六\8点42分第五节

离子交换的选择性

25影响离子交换选择性的因素：本文档共43页；当前第25页；编辑于星期六\8点42分一、离子的化合价与水合半径的影响：相对亲和力和相对浓度。26电荷效应越强的离子与树脂的亲和力越大。本文档共43页；当前第26页；编辑于星期六\8点42分二、离子化合价与离子浓度的影响：27在稀溶液中，树脂吸附高价离子的倾向很大。

本文档共43页；当前第27页；编辑于星期六\8点42分三、交换环境的影响1、溶液的pH：解离度、交换容量、选择性。2、离子强度：交换容量、选择性、交换速度3、有机溶剂：减弱树脂对有机离子的吸附能力。28本文档共43页；当前第28页；编辑于星期六\8点42分第六节

离子交换操作方法

一、

树脂的选择29目的物是弱酸性或弱碱性的小分子物质时，宜选用强酸强碱树脂（氨基酸的分离）。蛋白质、酶和其它生物大分子的分离多采用弱碱或弱酸性树脂，减少生物大分子的变性，利于洗脱，提高选择性。本文档共43页；当前第29页；编辑于星期六\8点42分

二、树脂的处理和再生1、

外观特征302、

树脂的预处理（1）

物理处理：去杂，过筛。（2）化学处理：用8～10倍的1mol/L盐酸或氢氧化钠溶液交替浸泡。

本文档共43页；当前第30页；编辑于星期六\8点42分氨基酸分离前树脂的处理31本文档共43页；当前第31页；编辑于星期六\8点42分不同类型树脂的处理32本文档共43页；当前第32页；编辑于星期六\8点42分树脂的再生

树脂再生：使用过的树脂重新获得使用性能的处理过程。

33再生过程本文档共43页；当前第33页；编辑于星期六\8点42分三、基本操作方法34本文档共43页；当前第34页；编辑于星期六\8点42分三、基本操作方法35洗脱液本文档共43页；当前第35页；编辑于星期六\8点42分酸、碱洗脱液：改变吸附物的电荷或改变树脂活性基团的解离状态，以消除静电结合力，迫使目的物被释放出来；盐类洗脱液：通过高浓度的同种电荷的离子与目的物竞争树脂上的活性基团，使吸附物游离。

36本文档共43页；当前第36页；编辑于星期六\8点42分洗脱方式37改变溶液pH及离子强度：本文档共43页；当前第37页；编辑于星期六\8点42分思考题1.混合溶液中，待分离目的蛋白质T的pI为7.9，杂质蛋白A的pI为5.4，杂质蛋白质B的pI为4.9，实验室现有SPSepharose™FastFlow（一种强阳离子交换树脂）,请设计一套实验方案，使用离子交换技术纯化目的蛋白质T。38本文档共43页；当前第38页；编辑于星期六\8点42分第七节应用实例39本文档共43页；当前第39页；编辑于星期六\8点42分氨基酸制备、分离猪血粉水解制备6种氨基酸:40本文档共43页；当前第40页；编辑于星期六\8点42分无盐水制备氢型阳离子交换树脂羟型阴离子交换树脂41除去水里所有离子Me：金属离子本文档共43页；当前第41页；编辑